FR2733869A1 - MULTI-CARRIER SIGNAL, METHOD OF CONSTRUCTING SUCH SIGNAL AND METHODS OF TRANSMITTING AND RECEIVING CORRESPONDING - Google Patents

MULTI-CARRIER SIGNAL, METHOD OF CONSTRUCTING SUCH SIGNAL AND METHODS OF TRANSMITTING AND RECEIVING CORRESPONDING Download PDF

Info

Publication number
FR2733869A1
FR2733869A1 FR9505455A FR9505455A FR2733869A1 FR 2733869 A1 FR2733869 A1 FR 2733869A1 FR 9505455 A FR9505455 A FR 9505455A FR 9505455 A FR9505455 A FR 9505455A FR 2733869 A1 FR2733869 A1 FR 2733869A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
function
signal
frequency
time
sep
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR9505455A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2733869B1 (en
Inventor
Michel Alard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Orange SA
Original Assignee
France Telecom SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to FR9505455A priority Critical patent/FR2733869B1/en
Application filed by France Telecom SA filed Critical France Telecom SA
Priority to EP96914268A priority patent/EP0824812B1/en
Priority to DE69633055T priority patent/DE69633055T2/en
Priority to PCT/FR1996/000661 priority patent/WO1996035278A1/en
Priority to US08/952,331 priority patent/US6278686B1/en
Priority to JP53307596A priority patent/JP3784834B2/en
Priority to ES96914268T priority patent/ES2225882T3/en
Priority to CA002220107A priority patent/CA2220107C/en
Publication of FR2733869A1 publication Critical patent/FR2733869A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2733869B1 publication Critical patent/FR2733869B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/0004Modulated-carrier systems using wavelets
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2602Signal structure
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2602Signal structure
    • H04L27/26025Numerology, i.e. varying one or more of symbol duration, subcarrier spacing, Fourier transform size, sampling rate or down-clocking
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2626Arrangements specific to the transmitter only
    • H04L27/2627Modulators
    • H04L27/264Pulse-shaped multi-carrier, i.e. not using rectangular window
    • H04L27/26416Filtering per subcarrier, e.g. filterbank multicarrier [FBMC]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2649Demodulators
    • H04L27/26534Pulse-shaped multi-carrier, i.e. not using rectangular window
    • H04L27/2654Filtering per subcarrier, e.g. filterbank multicarrier [FBMC]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2697Multicarrier modulation systems in combination with other modulation techniques
    • H04L27/2698Multicarrier modulation systems in combination with other modulation techniques double density OFDM/OQAM system, e.g. OFDM/OQAM-IOTA system

Abstract

A multicarrier signal to be transmitted to digital receivers, particularly in a non-stationary transmission channel, corresponding to the frequency multiplexing of a plurality of elementary carriers each corresponding to a series of symbols is described, wherein two consecutive symbols are separated by a symbol time tau 0. The spacing nu 0 between two adjacent carriers in the signal is equal to half the reciprocal of the symbol time tau 0 and each carrier is subjected to spectrum formatting filtering with a bandwidth which must exceed twice the intercarrier spacing nu 0, and selected so that each symbol is highly concentrated in the time and frequency domain. Methods for transmitting and receiving such a signal are also described.

Description

Signal multiporteuse numérique, procédé de construction d'un tel signal et procédés d'émission et de réception correspondants. Digital multicarrier signal, method of constructing such a signal and corresponding transmission and reception methods.

1. Domaine de l'invention Domaine général
Le domaine de l'invention est celui de la transmission ou de la diffusion de données numériques, ou de données analogiques et échantillonnées, destinées à être reçues notamment par des mobiles. Plus précisément, l'invention concerne des signaux produits à l'aide de nouvelles modulations, ainsi que les techniques de modulation et de démodulation correspondantes.
1. Field of the invention General field
The field of the invention is that of the transmission or broadcasting of digital data, or of analog and sampled data, intended to be received in particular by mobiles. More specifically, the invention relates to signals produced using new modulations, and the corresponding modulation and demodulation techniques.

Depuis de nombreuses années, on cherche à construire des modulations adaptées à des canaux fortement non-stationnaires, tels que les canaux de transmission vers des mobiles. Dans de tels canaux, le signal émis est affecté d'évanouissements et de trajets multiples. Les travaux menés par le CCE1T dans le cadre du projet européen EUREKA 147 (DAB: Digital Audio Broadcasting, ou Diffusion Audionumérique) ont montré l'intérêt, pour ce type de canaux, des modulations multiporteuses, et en particulier de l'OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). For many years, attempts have been made to construct modulations adapted to strongly non-stationary channels, such as transmission channels to mobiles. In such channels, the transmitted signal is affected by fading and multiple paths. The work carried out by the CCE1T in the framework of the European project EUREKA 147 (DAB: Digital Audio Broadcasting, or Digital Audio Broadcasting) showed the interest, for this type of channel, of multicarrier modulations, and in particular of OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing).

L'OFDM a été retenu dans le cadre de ce projet européen comme base de la norme
DAB. Cette technique est également envisagée comme modulation pour la diffusion de programmes de télévision. Cependant, on constate un certain nombre de limitations (précisées par la suite) lorsqu'on aborde le problème de modulations codées à haute efficacité spectrale, telles que celles requises pour les applications de TV numérique.
OFDM was selected as part of this European project as the basis for the standard
DAB. This technique is also envisaged as modulation for broadcasting television programs. However, there are a number of limitations (specified later) when addressing the problem of high spectral efficiency coded modulations, such as those required for digital TV applications.

JIL Applications possibles
L'invention trouve des applications dans de très nombreux domaines, notamment lorsque une haute efficacité spectrale est souhaitée et que le canal est fortement nonstationnaire.
JIL Possible applications
The invention has applications in a great many fields, especially when a high spectral efficiency is desired and the channel is highly nonstationary.

Une première catégorie d'applications concerne la radiodiffusion numérique terrestre, qu'il s'agisse d'image, de son et/ou de données. En particulier, l'invention peut s'appliquer à la diffusion synchrone, qui génère intrinsèquement des trajets multiples de longue durée. Elle s'applique également avantageusement à la diffusion vers des mobiles. A first category of applications concerns digital terrestrial broadcasting, whether it be image, sound and / or data. In particular, the invention can be applied to synchronous broadcasting, which inherently generates multipaths of long duration. It also applies advantageously to broadcasting to mobiles.

Une autre catégorie d'applications concerne les radiocommunications numériques. Another category of applications concerns digital radiocommunications.

L'invention peut trouver notamment des applications dans des systèmes de communication numérique vers des mobiles à haut débit, dans le cadre par exemple de l'UMTS (projet RACE). Elle peut également être envisagée pour des réseaux locaux radio à haut débit (type HIPERLAN).The invention can notably find applications in digital communication systems to high-speed mobiles, for example in the context of UMTS (RACE project). It can also be considered for high speed local radio networks (HIPERLAN type).

Une troisième catégorie d'applications est celle des transmissions sous-marines. A third category of applications is submarine transmissions.

Le canal de transmission en acoustique sous-marine est fortement perturbé du fait de la faible vitesse de transmission des ondes acoustiques dans l'eau. Ceci conduit à un étalement important des trajets multiples et du spectre Doppler. Les techniques de modulation multiporteuses sont donc bien adaptées à ce domaine, et tout particulièrement les techniques objet de la présente invention.The submarine acoustic transmission channel is highly disturbed due to the low transmission rate of the acoustic waves in the water. This leads to a large spread of the multiple paths and the Doppler spectrum. Multicarrier modulation techniques are therefore well suited to this field, and particularly the techniques that are the subject of the present invention.

2. Etatdelatechnique 2.1. Remarques théoriques sur la représentation des signaux
Avant de présenter les signaux selon l'invention, on décrit ci-dessous les signaux connus. Cette description repose sur une approche générale des signaux multiporteuses définie par les inventeurs, et nouvelle en elle-même. Cette généralisation n'a en effet aucun équivalent dans l'état de la technique, et n'est nullement évidente pour l'homme du métier. Elle doit donc être considérée comme une partie de l'invention, et non comme appartenant à l'état de la technique.
2. State of the art 2.1. Theoretical remarks on the representation of the signals
Before presenting the signals according to the invention, the known signals are described below. This description is based on a general approach of multicarrier signals defined by the inventors, and new in itself. This generalization has no equivalent in the state of the art, and is not obvious to the skilled person. It must therefore be considered as part of the invention, and not as belonging to the state of the art.

On s'intéresse à des signaux réels (une grandeur électrique par exemple), à énergie finie, et fonction du temps. Les signaux peuvent donc être représentés par des fonctions réelles de L2 (R). En outre, ces signaux sont à bande limitée w et leur spectre est contenu dans

Figure img00020001
We are interested in real signals (an electrical quantity for example), finite energy, and function of time. The signals can therefore be represented by real functions of L2 (R). In addition, these signals are limited bandw and their spectrum is contained in
Figure img00020001

<tb> [fc-2stc+2]s <SEP>
<tb> fc étant la "fréquence porteuse" du signal. On peut donc de façon équivalente représenter un signal réel a(t) par le son enveloppe complexe s(t) avec:
s(t) = e''9=' F,[a](t) (1)
OÙ FA désigne le filtre analytique.
<tb> [fc-2stc + 2] s <SEP>
<tb> fc being the "carrier frequency" of the signal. We can therefore equivalent to represent a real signal a (t) by the complex envelope sound s (t) with:
s (t) = e'9 = 'F, [a] (t) (1)
Where FA is the analytical filter.

Le signal s(t) appartient à un sous espace vectoriel (caractérisé par la limitation de bande à + ) de l'espace des fonctions complexes d'une variable réelle et de carré bande sommable L2 (R). On peut définir cet espace vectoriel de deux façons différentes, selon qu'on le construit sur le corps des complexes ou le corps des réels. A chacun de ces espaces, on peut associer un produit scalaire à valeur dans C ou dans R et construire un espace de Hilbert. On appellera H l'espace de Hilbert construit sur le corps des complexes et HR l'espace de Hilbert construit sur le corps des réels. The signal s (t) belongs to a vector subspace (characterized by the band limitation to +) of the space of the complex functions of a real variable and of the summable band square L2 (R). This vector space can be defined in two different ways, depending on whether it is built on the body of complexes or the body of reals. For each of these spaces, we can associate a value scalar product in C or in R and construct a Hilbert space. We will call H the Hilbert space built on the body of the complexes and HR the Hilbert space built on the real body.

Les produits scalaires correspondants s'écrivent:

Figure img00030001

dans le cas de H (2) dans le cas de HR (3)
Les normes associées sont évidemment identiques dans les deux cas:
Figure img00030002

2.2. Principes généraux de l'OFDM
Les principes généraux de l'OFDM sont par exemple présentées dans le brevet français FR-86 09622 déposé le 2 juillet 1986. L'idée de base de cette technique est de transmettre des symboles codés comme des coefficients de formes d'ondes élémentaires confinées autant que possible dans le plan temps-fréquence, et pour lesquels le canal de transmission peut être considéré comme localement stationnaire. Le canal apparaît alors comme un simple canal multiplicatif caractérisé par la distribution du module des coefficients, qui suit une loi de Rice ou de Rayleigh.The corresponding scalar products are written:
Figure img00030001

in the case of H (2) in the case of HR (3)
The associated standards are obviously identical in both cases:
Figure img00030002

2.2. General principles of OFDM
The general principles of the OFDM are for example presented in the French patent FR-86 09622 filed July 2, 1986. The basic idea of this technique is to transmit coded symbols as coefficients of confined elementary waveforms as much as as possible in the time-frequency plane, and for which the transmission channel can be considered as locally stationary. The channel then appears as a simple multiplicative channel characterized by the distribution of the modulus of the coefficients, which follows a law of Rice or Rayleigh.

On assure ensuite la protection contre les évanouissements à l'aide d'un code utilisable en décision pondérée, en association à un entrelacement en temps et en fréquence qui garantit que les symboles intervenant dans la maille minimale du code soient dans toute la mesure du possible affectés par des évanouissements indépendants. The fading protection is then provided using a weighted decision code in combination with time and frequency interleaving to ensure that the symbols in the minimum code mesh are as far as possible. affected by independent fainting.

Cette technique de codage avec entrelacement dans le plan temps-fréquence est connue sous le nom de COFDM. Elle est par exemple décrite dans le document [23] (voir annexe 1 (pour simplifier la lecture, la plupart des références de l'état de la technique sont listées dans cette annexe 1. Celle-ci, ainsi que les annexes 2 et 3 doivent bien sûr être considérées comme des éléments à part entière de la présente description)). This coding technique with interleaving in the time-frequency plane is known as COFDM. It is for example described in document [23] (see appendix 1 (to simplify the reading, most of the references of the state of the art are listed in this appendix 1. This one, as well as appendices 2 and 3 must of course be considered as integral elements of the present description)).

n existe essentiellement deux types de modulations OFDM connues. Les appellations utilisées dans la littérature étant souvent ambiguës, nous introduirons ici des appellations nouvelles plus précises tout en rappelant la correspondance avec la littérature existante. Nous utiliserons l'appellation générique OFDM, suivi d'un suffixe précisant le type de modulation à l'intérieur de cette famille. There are essentially two types of known OFDM modulations. Since the names used in the literature are often ambiguous, we will introduce here more precise new names while recalling the correspondence with the existing literature. We will use the OFDM generic name, followed by a suffix specifying the type of modulation within this family.

2.3. OFDM/OAM mol2. Principes théoriques
Une première catégorie de modulations est constituée d'un multiplex de porteuses
QAM (Quadrature Amplitude Modulation), ou éventuellement en QPSK (Quadrature
Phase Shift Keying) dans le cas particulier de données binaires. Nous désignerons par la suite ce système sous le nom OFDM/QAM. Les porteuses sont toutes synchronisées, et les fréquences porteuses sont espacées de l'inverse du temps symbole. Bien que les spectres de ces porteuses se recouvrent, la synchronisation du système permet de garantir l'orthogonalité entre les symboles émis par différentes porteuses.
2.3. OFDM / OAM mol2. Theoretical principles
A first category of modulations consists of a carrier multiplex
QAM (Quadrature Amplitude Modulation), or possibly in QPSK (Quadrature
Phase Shift Keying) in the particular case of binary data. We will later designate this system under the name OFDM / QAM. The carriers are all synchronized, and the carrier frequencies are spaced from the inverse of the symbol time. Although the spectra of these carriers overlap, the synchronization of the system makes it possible to guarantee the orthogonality between the symbols emitted by different carriers.

Les références [1] à [7] donnent un bon aperçu de la littérature disponible sur ce sujet. References [1] to [7] give a good overview of the available literature on this subject.

Pour plus de simplicité dans l'écriture, et selon l'approche nouvelle de l'invention, on représentera les signaux par leur enveloppe complexe décrite ci-dessus. Dans ces conditions, l'équation générale d'un signal OFDM/QAM s'écrit:

Figure img00040001
For simplicity in writing, and according to the novel approach of the invention, the signals will be represented by their complex envelope described above. Under these conditions, the general equation of an OFDM / QAM signal is written:
Figure img00040001

Les coefficients am,n prennent des valeurs complexes représentant les données émises. Les fonctions xm.n( t) sont des translatées dans l'espace temps-fréquence d'une même fonction prototype x(t):

Figure img00040002

Si Iti < T0/2
(6) ailleurs
xm,n(t)=ei(2#mv0@+#)x(t-n#0) avec v0#0 = 1 (7) # étant une phase quelconque, que l'on peut arbitrairement fixer à 0.La fonction x(t) est centrée, c'est-à-dire que ses moments d'ordre 1 sont nuls, soit:
#t|x(t)|2dt=#f|X(f)|2df = 0, (8)
X(f) désignant la transformée de Fourier de x(t).The coefficients am, n take complex values representing the transmitted data. The functions xm.n (t) are translated in the time-frequency space of the same prototype function x (t):
Figure img00040002

If Iti <T0 / 2
(6) elsewhere
xm, n (t) = ei (2 # mv0 @ + #) x (tn # 0) with v0 # 0 = 1 (7) # being any phase, which can be arbitrarily fixed at 0.The function x (t) is centered, that is to say that its moments of order 1 are zero, namely:
#t | x (t) | 2dt = # f | X (f) | 2df = 0, (8)
X (f) designating the Fourier transform of x (t).

Dans ces conditions, on observe que: ItIXm,n(t) 2dt =
(9)
#f|Xm,n(f)| df = mv0
Les barycentres des fonctions de base forment donc un réseau du plan temps fréquence engendré par les vecteurs (T0, 0) et (0, v0), ainsi que cela est illustré en figure 1.
Under these conditions, we observe that: ItIXm, n (t) 2dt =
(9)
#f | Xm, n (f) | df = mv0
The barycenters of the basic functions thus form a network of the time-frequency plane generated by the vectors (T0, 0) and (0, v0), as is illustrated in FIG. 1.

Ce réseau est de densité unité, c'est à dire que v0T0 = 1. On pourra se reporter à l'article [9] pour une discussion plus détaillée sur ce sujet.This network is of unit density, ie v0T0 = 1. We can refer to article [9] for a more detailed discussion on this subject.

La fonction prototype x(t) a ceci de particulier que les fonctions {xn,n} sont orthogonales entre elles, et plus précisément constituent une base hilbertienne de L2 (R), soit:

Figure img00050001
The prototype function x (t) has the particularity that the functions {xn, n} are orthogonal to each other, and more precisely constitute a Hilbert base of L2 (R), namely:
Figure img00050001

<tb> <SEP> 1 <SEP> si(m,n) <SEP> = <SEP> (m',n')
<tb> < xm,n|xm',n' > = <SEP> # <SEP> (10)
<tb> <SEP> 0 <SEP> sinon
<tb>
Projeter un signal sous cette base équivaut simplement à découper le signal en séquences de durée 0 et à représenter chacune de ces séquences par le développement en série de Fourier correspondant. Ce type de décomposition constitue un premier pas vers une localisation à la fois en temps et en fréquence, par opposition à l'analyse de Fourier classique, qui assure une localisation fréquentielle parfaite avec une perte totale de l'information temporelle.
<tb><SEP> 1 <SEP> if (m, n) <SEP> = <SEP> (m ', n')
<tb><xm, n | xm ', n'> = <SEP>#<SEP> (10)
<tb><SEP> 0 <SEP> otherwise
<Tb>
To project a signal under this base is simply to split the signal into sequences of duration 0 and to represent each of these sequences by the corresponding Fourier series development. This type of decomposition constitutes a first step towards a location at the same time and in frequency, as opposed to the classical Fourier analysis, which ensures a perfect frequency localization with a total loss of the temporal information.

Malheureusement, si la localisation temporelle est excellente, la localisation fréquentielle est beaucoup moins bonne, du fait de la décroissante lente de X(f). Le théorème de Balian-Low-Coifman-Semmes (voir [9], p 976) montre d'ailleurs que si l'on appelle X la transformée de Fourier de x, tx(t) et fX(f) ne peuvent être simultanément de carré sommable. Unfortunately, if the temporal location is excellent, the frequency localization is much worse, because of the decreasing rate of X (f). The Balian-Low-Coifman-Semmes theorem (see [9], p. 976) shows that if we call X the Fourier transform of x, tx (t) and fX (f) can not be simultaneously summable square.

2.3.2. L'OFDM/OAM avec intervalle de garde
D'une manière générale, on peut caractériser la tolérance d'une modulation OFDM vis-à-vis des trajets multiples et de l'étalement Doppler par un paramètre mesurant de manière globale la variation du niveau d'interférence entre symboles (lES) en fonction d'un décalage en temps ou en fréquence. La justification de ce concept est donnée en annexe 2. Ce paramètre de tolérance est appelé # et est défini par la relation:
5 1/4XtAf (11) avec:

Figure img00050002
2.3.2. OFDM / OAM with guard interval
In general, one can characterize the tolerance of an OFDM modulation with respect to multipath and Doppler spreading by a parameter measuring globally the variation of the intersymbol interference level (IES). function of an offset in time or frequency. The justification for this concept is given in Appendix 2. This tolerance parameter is called # and is defined by the relation:
5 1 / 4XtAf (11) with:
Figure img00050002

En vertu de l'inégalité de Heisenberg, 5 ne peut pas dépasser l'unité. By virtue of the Heisenberg inequality, 5 can not exceed unity.

Compte tenu du théorème de Balian-Low-Coifman-Semmes cité précédemment, le paramètre 5 vaut 0 pour l'OFDM/QAM. Il s'agit là d'un défaut important de la modulation
OFDM/QAM telle que décrite ci-dessus. Ceci se caractérise en pratique par une forte sensibilité aux erreurs temporelles, et par conséquent aux trajets multiples.
Given the Balian-Low-Coifman-Semmes theorem cited previously, parameter 5 is 0 for OFDM / QAM. This is an important defect of modulation
OFDM / QAM as described above. This is characterized in practice by a high sensitivity to temporal errors, and therefore to multiple paths.

Ce défaut peut être contourné par l'utilisation d'un intervalle de garde décrit par exemple dans [5]. Il s'agit là d'un artifice consistant à prolonger la fenêtre rectangulaire de la fonction prototype. La densité du réseau des symboles de base est alors strictement inférieure à l'unité. This defect can be circumvented by the use of a guard interval described for example in [5]. This is an artifice of extending the rectangular window of the prototype function. The density of the network of basic symbols is then strictly less than unity.

Cette technique est possible du fait que l'on retrouve à l'intérieur d'un symbole prolongé par un intervalle de garde une infinité de versions translatées du symbole initial. This technique is possible because there is an infinite number of translated versions of the initial symbol within a symbol extended by a guard interval.

Bien sûr, ceci ne fonctionne que parce que la fonction prototype est une fenêtre rectangulaire. En ce sens, l'OFDM(QAM avec intervalle de garde constitue un point singulier unique.Of course, this only works because the prototype function is a rectangular window. In this sense, the OFDM (QAM with guard interval constitutes a single singular point.

La modulation OFDM/QAM avec intervalle de garde est à la base du système
DAB. Cet intervalle de garde permet de limiter l'interférence entre symboles, au prix d'une perte de performance, puisqu'une partie de l'information émise n'est pas réellement utilisée par le récepteur, mais sert seulement à absorber les trajets multiples.
OFDM / QAM modulation with guard interval is the basis of the system
DAB. This guard interval makes it possible to limit the interference between symbols, at the cost of a loss of performance, since part of the information transmitted is not actually used by the receiver, but only serves to absorb the multiple paths.

Ainsi, dans le cas du système DAB, où l'intervalle de garde représente 25% du symbole utile, la perte est de 1 dB. En outre, il existe une perte supplémentaire, due au fait que pour obtenir une efficacité spectrale globale donnée, il faut compenser la perte due à l'intervalle de garde par un meilleure efficacité du code utilisé. Thus, in the case of the DAB system, where the guard interval represents 25% of the useful symbol, the loss is 1 dB. In addition, there is an additional loss, due to the fact that in order to obtain a given overall spectral efficiency, the loss due to the guard interval must be compensated for by a better efficiency of the code used.

Cette perte est marginale dans le cas du système DAB, parce que l'efficacité spectrale est faible. Par contre, si l'on vise une efficacité spectrale globale de 4 bits/Hz, il faut utiliser un code à 5 bits/Hz, soit selon le théorème de Shannon une perte de l'ordre de 3 dB. La perte globale est donc dans ce cas d'environ 4 dB. This loss is marginal in the case of the DAB system, because the spectral efficiency is low. On the other hand, if one aims at an overall spectral efficiency of 4 bits / Hz, it is necessary to use a code with 5 bits / Hz, according to the theorem of Shannon a loss of the order of 3 dB. The overall loss is in this case about 4 dB.

2.3.3. Autres systèmes OFDM/OAM
On peut imaginer d'autres systèmes de type OFDM/QAM. Malheureusement, aucune modulation QAM filtrée (c'est à dire utilisant une mise en forme conventionnelle de type demi-Nyquist (ou, plus exactement, racine carrée de Nyquist )), ne vérifie les contraintes d'orthogonalité requises. Les fonctions prototypes connues vérifiant les critères d'orthogonalité requis sont:
- la fenêtre rectangulaire;
- le sinus cardinal.
2.3.3. Other OFDM / OAM systems
Other OFDM / QAM systems can be imagined. Unfortunately, no filtered QAM modulation (ie using conventional half-Nyquist formatting (or, more precisely, square root of Nyquist)), checks for the required orthogonality constraints. Known prototype functions verifying the required orthogonality criteria are:
- the rectangular window;
- the cardinal sinus.

Ces deux exemples sont triviaux, et apparaissent duaux l'un de l'autre par transformée de Fourier. Le cas de la fenêtre rectangulaire correspond à l'OFDM/QAM sans intervalle de garde. Le cas du sinus cardinal correspond à un multiplex fréquentiel classique (c'est-à-dire dont les porteuses ont des spectres disjoints) avec un roll-off de 0%, ce qui constitue un cas asymptotique difficilement réalisable en pratique. These two examples are trivial, and appear dual to each other by Fourier transform. The case of the rectangular window corresponds to the OFDM / QAM without guard interval. The case of the cardinal sinus corresponds to a conventional frequency multiplex (that is to say whose carriers have disjoint spectra) with a roll-off of 0%, which constitutes an asymptotic case difficult to achieve in practice.

Dans chacun de ces cas, on observe que la fonction prototype est parfaitement bornée, soit en temps, soit en fréquence, mais possède une décroissance médiocre (en 1/t ou 1/f) dans le domaine dual. In each of these cases, we observe that the prototype function is perfectly limited, either in time or in frequency, but has a mediocre decrease (in 1 / t or 1 / f) in the dual domain.

Le théorème de Balian-Low-Coifman-Semmes laisse d'ailleurs peu d'espoir que des solutions satisfaisantes puissent exister. Comme indiqué précédemment, ce théorème démontre que tx(t) et fX(f) ne peuvent être simultanément de carré sommable. On ne peut donc pas espérer trouver une fonction x(t) telle que x(t) et X(f) décroissent simultanément avec un exposant inférieur à -3/2. The Balian-Low-Coifman-Semmes theorem leaves little hope that satisfactory solutions can exist. As indicated previously, this theorem proves that tx (t) and fX (f) can not simultaneously be summable squares. We can not therefore hope to find a function x (t) such that x (t) and X (f) decrease simultaneously with an exponent lower than -3/2.

Ceci n'exclut d'ailleurs pas que puissent exister des fonctions satisfaisantes aux yeux d'un ingénieur. Néanmoins, un article récent [10] traitant de ce sujet exhibe un autre exemple de fonction prototype ayant les propriétés requises. L'allure de la fonction prototype proposée dans cet article est très éloignée de ce que l'on peut souhaiter en terme de concentration temporelle. II est donc probable qu'il n'existe pas de solution satisfaisante de type OFDM/QAM. This does not preclude the existence of satisfactory functions in the eyes of an engineer. Nevertheless, a recent article [10] dealing with this subject exhibits another example of a prototype function having the required properties. The appearance of the prototype function proposed in this article is far removed from what one may wish in terms of temporal concentration. It is therefore probable that there is no satisfactory solution of OFDM / QAM type.

En conclusion, 1'OFDM/QAM, correspondant à l'utilisation d'un réseau de densité 1 et à des coefficients am.n complexes ne peut être mis en pratique que dans le cas d'une fenêtre temporelle rectangulaire et de l'utilisation d'un intervalle de garde. L'homme du métier cherchant d'autres modulations est donc conduit à se tourner vers les techniques décrites ci-dessous sous le nom d'OFDM/OQAM. In conclusion, the OFDM / QAM, corresponding to the use of a density network 1 and complex coefficients am.nn can be put into practice only in the case of a rectangular time window and use a guard interval. Those skilled in the art seeking other modulations are therefore led to turn to the techniques described below under the name of OFDM / OQAM.

2.4. OFDM/OOAM
Une deuxième catégorie de modulations utilise en effet un multiplex de porteuses
OQAM (Offset Quadrature Amplitude Modulation). Nous désignerons par la suite ce système sous le nom OFDM/OQAM. Les porteuses sont toutes synchronisées, et les fréquences porteuses sont espacées de la moitié de l'inverse du temps symbole. Bien que les spectres de ces porteuses se recouvrent, la synchronisation du système et le choix des phases des porteuses permet de garantir l'orthogonalité entre les symboles émis par différentes porteuses. Les références [11-18] donnent un bon aperçu de la littérature disponible sur ce sujet.
2.4. OFDM / OOAM
A second category of modulations uses a carrier multiplex
OQAM (Offset Quadrature Amplitude Modulation). We will later designate this system under the name OFDM / OQAM. The carriers are all synchronized, and the carrier frequencies are spaced half the inverse of the symbol time. Although the spectra of these carriers overlap, the synchronization of the system and the choice of the phases of the carriers makes it possible to guarantee the orthogonality between the symbols emitted by different carriers. References [11-18] give a good overview of the available literature on this topic.

Pour plus de simplicité dans l'écriture, on représentera les signaux sous leur forme analytique. Dans ces conditions, l'équation générale d'un signal OFDM/OQAM s'écrit:

Figure img00080001
For simplicity in writing, the signals will be represented in their analytic form. Under these conditions, the general equation of an OFDM / OQAM signal is written:
Figure img00080001

Les coefficients am,n prennent des valeurs réelles représentant les données émises. The coefficients am, n take real values representing the transmitted data.

Les fonctions xm,n( t) sont des translatées dans l'espace temps-fréquence d'une même fonction prototype x(t):

Figure img00080002

si m + n est pair
(15) si m + n est impair avec v0#0=1/2, # étant une phase quelconque que l'on peut arbitrairement fixée égale à 0.The functions xm, n (t) are translated in the time-frequency space of the same prototype function x (t):
Figure img00080002

if m + n is even
(15) if m + n is odd with v0 # 0 = 1/2, # being any phase that can be arbitrarily set equal to 0.

Les barycentres des fonctions de base forment donc un réseau du plan tempsfréquence engendré par les vecteurs (X0, 0) et (0, v0), tel qu'illustré en figure 2. The barycenters of the basic functions thus form a network of the time-frequency plane generated by the vectors (X0, 0) and (0, v0), as illustrated in FIG.

Ce réseau est de densité 2. Les fonctions xn,.n(t) sont orthogonales au sens du produit scalaire dans R. Dans les approches connues, la fonction prototype est bornée en fréquence, de telle sorte que le spectre de chaque porteuse ne recouvre que celui des porteuses adjacentes.En pratique, les fonctions prototypes considérées sont des fonctions paires (réelles ou éventuellement complexes) vérifiant la relation suivante:

Figure img00080003
This network is of density 2. The functions xn, .n (t) are orthogonal in the sense of the scalar product in R. In the known approaches, the prototype function is bounded in frequency, so that the spectrum of each carrier does not cover than that of adjacent carriers. In practice, the prototype functions considered are even (or possibly complex) even functions verifying the following relation:
Figure img00080003

<tb> <SEP> X(f) <SEP> = <SEP> 0 <SEP> si|f|#v0
<tb> (16)
<tb> |X(f)|2+|X(f <SEP> - <SEP> v0)|2 <SEP> = <SEP> 1/v0 <SEP> si <SEP> 0#f#v0
<tb>
Un choix possible pour x(t) est la réponse impulsionnelle d'un filtre demi-Nyquist 100% roll-off, soit

Figure img00080004

Si If < v0 (17)
ailleurs
Lorsqu'on observe x(t) et sa transformée de Fourier, on note que X(f) est à support borné et que x(t) décroît en t-2, c'est à dire un résultat notablement meilleur que la limite théorique découlant du théorème de Balian-Low-Coifman-Semmes.Les formes d'onde élémentaires sont mieux localisées dans le plan temps fréquence que dans le cas de I'OFDM/QAM, ce qui confere à cette modulation un meilleur comportement en présence de trajets multiples et de Doppler. Comme précédemment, on peut définir le paramètre 5 mesurant la tolérance de la modulation au délai et au Doppler. Ce paramètre 5 vaut 0.865.<tb><SEP> X (f) <SEP> = <SEP> 0 <SEP> if | f | # v0
<tb> (16)
<tb> | X (f) | 2+ | X (f <SEP> - <SEP> v0) | 2 <SEP> = <SEP> 1 / v0 <SEP> if <SEP> 0 # f # v0
<Tb>
A possible choice for x (t) is the impulse response of a 100% roll-off half-Nyquist filter.
Figure img00080004

If If <v0 (17)
elsewhere
When x (t) and its Fourier transform are observed, we note that X (f) has a bounded support and that x (t) decreases at t-2, that is to say a result that is significantly better than the theoretical limit. deriving from the Balian-Low-Coifman-Semmes theorem.The elementary waveforms are better localized in the time-frequency plane than in the case of the OFDM / QAM, which confers on this modulation a better behavior in the presence of paths. multiple and Doppler. As before, parameter 5 measuring the tolerance of modulation to delay and Doppler can be defined. This parameter 5 is 0.865.

3. Inconvénients des systèmes connus
Ces systèmes connus présentent de nombreux inconvénients et limites, notamment dans les canaux très perturbés, et lorsque une haute efficacité est requise.
3. Disadvantages of known systems
These known systems have many disadvantages and limitations, especially in highly disturbed channels, and when high efficiency is required.

3. 1. OFDM/QAM
Le problème principal du système OFDM/QAM est qu'il nécessite impérativement l'utilisation d'un intervalle de garde. Comme indiqué précédemment, ceci engendre une perte d'efficacité notable lorsque l'on vise de hautes efficacités spectrales.
3. 1. OFDM / QAM
The main problem of the OFDM / QAM system is that it imperatively requires the use of a guard interval. As indicated above, this causes a noticeable loss of efficiency when high spectral efficiencies are targeted.

De plus, les symboles émis sont mal concentrés dans le domaine fréquentiel, ce qui limite également les performances dans des canaux fortement non-stationnaires. En particulier, cet étalement rend difficile l'utilisation d'égaliseurs. In addition, transmitted symbols are poorly concentrated in the frequency domain, which also limits performance in highly non-stationary channels. In particular, this spread makes it difficult to use equalizers.

3.2. OFDM/OOAM
A l'inverse, les performances fréquentielles de l'OFDMtOQAM sont plutôt satisfaisantes et le problème de la perte liée à l'intervalle de garde ne se pose pas. En revanche, la réponse impulsionnelle de la fonction prototype a une décroissance temporelle relativement lente, soit en l/x2.
3.2. OFDM / OOAM
On the other hand, the frequency performance of the OFDMtOQAM is rather satisfactory and the problem of the loss related to the guard interval does not arise. On the other hand, the impulse response of the prototype function has a relatively slow temporal decay, ie in l / x2.

Ceci implique deux types de difficultés. Tout d'abord, la forme d'onde peut difficilement être tronquée sur un intervalle de temps court, ce qui implique un traitement complexe au niveau du récepteur. En outre, ceci complique également d'éventuels systèmes d'égalisation. This involves two types of difficulties. First of all, the waveform can hardly be truncated over a short time interval, which implies complex processing at the receiver. In addition, this also complicates possible equalization systems.

En d'autres termes, l'efficacité des techniques OFDM/OQAM est supérieure à celle de l'OFDM/QAM, mais ces techniques s'avèrent plus complexes à mettre en oeuvre, et donc coûteuses, en particulier dans les récepteurs. In other words, the efficiency of the OFDM / OQAM techniques is greater than that of the OFDM / QAM, but these techniques prove more complex to implement, and therefore expensive, in particular in the receivers.

4. Présentation de l'invention 4.1 Obiectifs de l'invention
L'invention a notamment pour objectif de pallier ces différents inconvénients et limitations de l'état de la technique.
4. Presentation of the invention 4.1 Obectives of the invention
The invention particularly aims to overcome these various disadvantages and limitations of the state of the art.

Ainsi, un objectif de l'invention est de fournir un signal numérique destiné à être transmis ou diffusé vers des récepteurs, qui permette d'obtenir de meilleures performances dans des canaux non stationnaires, et tout particulièrement dans des canaux fortement non stationnaires.  Thus, an object of the invention is to provide a digital signal intended to be transmitted or broadcast to receivers, which makes it possible to obtain better performances in non-stationary channels, and particularly in strongly non-stationary channels.

L'invention a également pour objectif de fournir un tel signal, permettant d'obtenir une haute efficacité spectrale. The invention also aims to provide such a signal, to obtain a high spectral efficiency.

Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel signal, qui évite les inconvénients de l'OFDM/QAM liés à l'intervalle de garde, tout en conservant une réponse temporelle de la fonction prototype aussi concentrée que possible, de façon notamment à simplifier le traitement au niveau du récepteur. Another object of the invention is to provide such a signal, which avoids the drawbacks of the OFDM / QAM related to the guard interval, while maintaining a temporal response of the prototype function as concentrated as possible, in particular to simplify the processing at the receiver.

L'invention a également pour objectif de fournir un tel signal, permettant la réalisation de récepteurs à complexité et coût limités, en particulier en ce qui concerne la démodulation et l'égalisation. The invention also aims to provide such a signal, allowing the production of receivers with limited complexity and cost, in particular with regard to demodulation and equalization.

Un objectif complémentaire de l'invention est de fournir des émetteurs, des récepteurs, des procédés de transmission ou de diffusion, des procédés de réception et des procédés de construction, c'est-à-dire de définition, d'une modulation correspondants à un tel signal. A complementary object of the invention is to provide transmitters, receivers, transmission or broadcasting methods, reception methods and methods of construction, that is to say of definition, of a modulation corresponding to such a signal.

4.2 Caractéristiques principales de l'invention
Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints selon l'invention par un signal multiporteuse destiné à être transmis vers des récepteurs numériques, notamment dans un canal de transmission non-stationnaire, correspondant au multiplexage en fréquence de plusieurs porteuses élémentaires correspondants chacunes à une série de symboles, deux symboles consécutifs étant séparés d'un temps symbole T0, signal dans lequel, d'une part, l'espacement v0 entre deux porteuses voisines est égal à la moitié de l'inverse du temps symbole 0, et dans lequel, d'autre part, chaque porteuse subit un filtrage de mise en forme de son spectre présentant une largeur de bande strictement supérieure à deux fois ledit espacement entre porteuses v0.Ce spectre est choisi de façon que chaque élément de symbole soit concentré autant que possible à la fois dans le domaine temporel et dans le domaine fréquentiel.
4.2 Main features of the invention
These objectives, as well as others which will appear later, are achieved according to the invention by a multicarrier signal intended to be transmitted to digital receivers, in particular in a non-stationary transmission channel, corresponding to the multiplexing frequency of several elementary carriers each corresponding to a series of symbols, two consecutive symbols being separated by a symbol time T0, in which, on the one hand, the spacing v0 between two neighboring carriers is equal to half of the inverse time symbol 0, and in which, on the other hand, each carrier undergoes a shaping filtering of its spectrum having a bandwidth strictly greater than twice said spacing between carriers v0.This spectrum is chosen so that each element of symbol is concentrated as much as possible in both the time domain and the frequency domain.

Notamment, un tel signal peut répondre à l'équation suivante:

Figure img00100001

où :
am,n est un coefficent réel représentatif du signal source, choisi dans un alphabet
de modulation prédéterminé; m est un entier représentant la dimension fréquentielle; n est un entier représentant la dimension temporelle; t représente le temps; X,,(t) est une fonction de base, translatée dans l'espace temps-fréquence d'une
même fonction prototype x(t) paire prenant des valeurs réelles ou complexes, soit
Figure img00110001
In particular, such a signal can respond to the following equation:
Figure img00100001

or :
am, n is a real coefficent representative of the source signal, chosen from an alphabet
predetermined modulation; m is an integer representing the frequency dimension; n is an integer representing the time dimension; t represents the time; X ,, (t) is a basic function, translated in the time-frequency space of a
same prototype function x (t) pair taking real or complex values, either
Figure img00110001

où (p est un paramètre de phase arbitraire,
la transformée de Fourier X(f) de la fonction x(t) ayant un support s'étendant au
delà de l'intervalle [-v0,v0],
et où lesdites fonctions de base {xn} sont orthogonales entre elles, la partie réelle
du produit scalaire de deux fonctions de base différentes étant nulle.
where (p is an arbitrary phase parameter,
the Fourier transform X (f) of the function x (t) having a support extending to
beyond the interval [-v0, v0],
and where said basic functions {xn} are orthogonal to each other, the real part
the scalar product of two different basic functions being zero.

Le symbole "+" indique que xn,n(t) peut prendre indifféremment un signe négatif ou positif. I1 ne signifie pas, bien sûr, que x,l, n(t) prend les deux valeurs. The symbol "+" indicates that xn, n (t) can take either a negative or a positive sign. It does not mean, of course, that x, l, n (t) takes both values.

Ainsi, l'invention repose sur un système de modulation qui utilise des fonctions prototypes aussi concentrées que possible dans le plan temps-fréquence. L'intérêt de cette approche est de disposer d'une modulation produisant un signal évitant les inconvénients de l'OFDM/QAM liés à l'intervalle de garde, tout en conservant une réponse temporelle de la fonction prototype aussi concentrée que possible, de façon à simplifier le traitement au niveau du récepteur. Thus, the invention is based on a modulation system that uses prototype functions as concentrated as possible in the time-frequency plane. The advantage of this approach is to have modulation producing a signal avoiding the drawbacks of the OFDM / QAM related to the guard interval, while keeping a temporal response of the prototype function as concentrated as possible, so to simplify the processing at the receiver.

En d'autres termes, l'invention a pour objet de nouveaux systèmes de modulation construits comme l'OFDM/OQAM sur un réseau orthogonal de densité 2, sans pour autant que la fonction prototype soit à support borné en fréquence. Parmi les modulations proposées, on trouve soit des modulations utilisant des fonctions prototypes à support borné en temps, soit des fonctions prototypes qui ne sont bornés ni en temps ni en fréquence, mais qui présentent par compte des propriétés de décroissance rapide à la fois en temps et en fréquence, et une concentration quasi-optimale dans le plan tempsfréquence. In other words, the object of the invention is new modulation systems constructed as OFDM / OQAM on an orthogonal network of density 2, without the prototype function having a frequency-bound support. Among the proposed modulations, we find either modulations using prototypical functions with bounded time support, or prototypical functions which are not limited in time or frequency, but which have by counting properties of rapid decay at a time and in frequency, and a near-optimal concentration in the time-frequency plane.

De tels signaux ne sont nullement évidents pour l'homme du métier, au vu de l'état de la technique. Comme indiqué précédemment, il existe fondamentalement deux modes de construction de modulations de type OFDM. Such signals are by no means obvious to those skilled in the art, in view of the state of the art. As indicated above, there are basically two modes of construction of OFDM modulations.

Le premier mode de construction connu utilise un réseau de densité 1. Cette première solution utilise une base de décomposition des signaux ou tout signal est découpé en intervalles, chaque intervalle étant ensuite décomposé sous forme de série de
Fourier. C'est la solution OFDM/QAM. La littérature donne peu d'exemples de solutions alternatives construites sur le même réseau, et les résultats obtenus sont d'un faible intérêt pratique [10].
The first known construction method uses a density network 1. This first solution uses a signal decomposition base where any signal is divided into intervals, each interval then being decomposed into a series of signals.
Fourier. This is the OFDM / QAM solution. The literature gives few examples of alternative solutions built on the same network, and the results obtained are of little practical interest [10].

En outre, la technique OFDM/QAM est la seule qui puisse bénéficier de la méthode de l'intervalle de garde. La solution OFDM/QAM est donc un point singulier qui ne permet pas d'extensions. In addition, the OFDM / QAM technique is the only one that can benefit from the guard interval method. The OFDM / QAM solution is therefore a singular point that does not allow extensions.

Le deuxième mode de construction connue (OFDM/OQAM) utilise un réseau de densité 2. L'orthogonalité entre symboles centrés sur une même fréquence ou sur des fréquences adjacentes est garantie par une mise en forme des signaux de type demi
Nyquist et par le choix adéquat de la phase des signaux. Enfin, l'orthogonalité au delà des fréquences adjacentes est garantie par le fait que les supports fréquentiels sont disjoints.
The second known construction method (OFDM / OQAM) uses a density network 2. The orthogonality between symbols centered on the same frequency or on adjacent frequencies is guaranteed by a shaping of the half-type signals.
Nyquist and by the appropriate choice of the phase of the signals. Finally, the orthogonality beyond the adjacent frequencies is guaranteed by the fact that the frequency carriers are disjoint.

Par conséquent, la construction de nouvelles modulations ne vérifiant pas cette propriété n'est pas évidente. Therefore, the construction of new modulations not verifying this property is not obvious.

Toutes les variantes de l'invention décrites ci-dessous présentent l'avantage d'utiliser une fonction prototype, soit limitée dans le domaine temporel, soit à décroissance rapide, de telle sorte que la fonction puisse être aisément tronquée. All the variants of the invention described below have the advantage of using a prototype function, either limited in the time domain or fast decreasing, so that the function can be easily truncated.

Selon une première variante, ladite fonction prototype x(t) est une fonction paire, nulle en dehors de l'intervalle [-#0,#0], et vérifiant la relation:

Figure img00120001
According to a first variant, said prototype function x (t) is an even function, zero outside the interval [- # 0, # 0], and satisfying the relation:
Figure img00120001

<tb> <SEP> x(t)=0 <SEP> si|t|##0
<tb> Ix(t)12 <SEP> <SEP> +Ix(t-r0)12 <SEP> = <SEP> 1/TO <SEP> si <SEP> O <SEP> < <SEP> t <SEP> <
<tb>
De façon avantageuse, ladite fonction prototype x(t) est définie par:

Figure img00120002

si |t|##0
ailleurs
Dans ce premier cas (appelé par la suite OFDM/MSK), les performances en terme de résistance au Doppler et aux trajets multiples sont équivalentes à 1'OFDM/OQAM, et la réalisation du récepteur est simplifiée.<tb><SEP> x (t) = 0 <SEP> if | t | ## 0
<tb> Ix (t) 12 <SEP><SEP> + Ix (t-r0) 12 <SEP> = <SEP> 1 / TO <SEP> if <SEP> O <SEP><<SEP> t <SEP ><
<Tb>
Advantageously, said prototype function x (t) is defined by:
Figure img00120002

if | t | ## 0
elsewhere
In this first case (hereinafter called OFDM / MSK), the performances in terms of Doppler resistance and multipath are equivalent to the OFDM / OQAM, and the realization of the receiver is simplified.

Selon une deuxième variante de l'invention, ladite fonction prototype x(t) est caractérisée par l'équation:

Figure img00120003

la fonction y(t) étant définie par sa transformée de Fourier Y(f):
Figure img00130001

où G(f) est une fonction gaussienne normalisée du type: G(f) = (2a)"4e2 a étant un paramètre réel strictement positif. k varie de -oo à +oo. According to a second variant of the invention, said prototype function x (t) is characterized by the equation:
Figure img00120003

the function y (t) being defined by its Fourier transform Y (f):
Figure img00130001

where G (f) is a normalized Gaussian function of the type: G (f) = (2a) "4e2 a being a strictly positive real parameter k varies from -oo to + oo.

De façon avantageuse, le paramètre a est égal à l'unité. La modulation correspondante est appelée par la suite OFDM/IOTA. Dans ce cas, la fonction prototype correspondante, notée 3, est identique à sa transformée de Fourier. Advantageously, the parameter a is equal to unity. The corresponding modulation is subsequently called OFDM / IOTA. In this case, the corresponding prototype function, denoted 3, is identical to its Fourier transform.

La réalisation du récepteur est plus simple que dans le cas de l'OFDM/OQAM, bien que légèrement plus complexe que dans le cas précédent, mais les performances sont sensiblement supérieures. The realization of the receiver is simpler than in the case of the OFDM / OQAM, although slightly more complex than in the previous case, but the performances are appreciably higher.

L'invention concerne également un procédé de transmission d'un signal numérique, notamment dans un canal de transmission non-stationnaire, comprenant les étapes suivantes:
- codage canal d'un signal numérique à transmettre, délivrant des coefficients
numériques réels a",n choisis dans un alphabet prédéterminé;
- construction d'un signal s(t) répondant à l'équation définie ci-dessus;
- émission d'un signal ayant pour enveloppe complexe ledit signal s(t) vers au
moins un récepteur.
The invention also relates to a method for transmitting a digital signal, in particular in a non-stationary transmission channel, comprising the following steps:
- channel coding of a digital signal to be transmitted, delivering coefficients
actual numerals a ", n chosen from a predetermined alphabet;
constructing a signal s (t) corresponding to the equation defined above;
transmitting a signal having for complex envelope said signal s (t) towards
least one receiver.

De façon avantageuse, un tel procédé comprend de plus une étape d'entrelacement en fréquence et/ou en temps, appliquée aux éléments binaires formant ledit signal numérique à transmettre ou aux coefficients numériques a,,.  Advantageously, such a method further comprises a frequency and / or time interleaving step, applied to the bits forming said digital signal to be transmitted or to the digital coefficients a ,,.

Cela permet d'assurer des performances optimales dans des canaux nonstationnaires. This ensures optimal performance in nonstationary channels.

L'invention concerne également les émetteurs d'un tel signal. The invention also relates to the transmitters of such a signal.

L'invention concerne encore un procédé de réception d'un signal tel que décrit cidessus, qui comprend les étapes suivantes:
- réception d'un signal ayant pour enveloppe complexe un signal r(t)
correspondant au signal s(t) à l'émission;
- estimation de la réponse du canal de transmission, comprenant une estimation de
la réponse en phase g,n et de la réponse en amplitude pmn;
- démodulation dudit signal r(t), comprenant les étapes suivantes::
- multiplication dudit signal r(t) par la fonction prototype x(t)
- repliement de la forme d'onde filtrée modulo 2#0;
- application d'une transformée de Fourier (FFr) ,
- correction de la phase #m,n induite par le canal de transmission ;
- correction de la phase correspondant au terme im+n;
- sélection de la partie réelle du coeeficient obtenu am,n correspondant au
coefficient am,n émis pondéré par la réponse en amplitude #m,n du canal de
transmission.
The invention also relates to a method for receiving a signal as described above, which comprises the following steps:
receiving a signal having a complex signal envelope r (t)
corresponding to the signal s (t) on transmission;
- estimation of the response of the transmission channel, including an estimate of
the phase response g, n and the amplitude response pmn;
demodulating said signal r (t), comprising the following steps:
multiplication of said signal r (t) by the prototype function x (t)
- folding of the filtered waveform modulo 2 # 0;
- application of a Fourier transform (FFr),
- correction of the phase # m, n induced by the transmission channel;
correction of the phase corresponding to the term im + n;
selection of the real part of the coeeficient obtained am, n corresponding to
coefficient am, n emitted weighted by the amplitude response # m, n of the channel of
transmission.

De façon préférentielle, ce procédé de réception comprend une étape de désentrelacement en fréquence et/ou en temps desdits coefficients numériques réels #m,n et, éventuellement, des valeurs correspondantes #m,n de la réponse de l'amplitude du
canal, ledit désentrelacement étant inverse de un entrelacement mis en oeuvre à l'émission,
et/ou une étape de décodage en décision pondérée adapté au codage canal mis en oeuvre à
l'émission.
Preferably, this reception method comprises a de-interlacing step in frequency and / or in time of said real numerical coefficients # m, n and, possibly, corresponding values # m, n of the amplitude response of the
channel, said deinterlacing being the opposite of an interleaving implemented on transmission,
and / or a weighted decision decoding step adapted to the channel coding implemented at
transmission.

L'invention concerne également les récepteurs correspondants. The invention also relates to the corresponding receivers.

Enfin, l'invention concerne également un procédé préférentiel de construction
d'une fonction prototype x(t) pour un signal tel que décrit ci-dessus, comprenant les
étapes suivantes:
- sélection d'une fonction gaussienne G(f) normalisée du type: G(f) = (2a)H4 e~t
- détermination de ladite fonction prototype x(t) telle que:

Figure img00140001

la fonction y(t) étant définie par sa transformée de Fourier Y(f):
Figure img00140002
Finally, the invention also relates to a preferred method of construction
of a prototype function x (t) for a signal as described above, including the
following steps:
selection of a Gaussian function G (f) normalized of the type: G (f) = (2a) H4 e ~ t
determining said prototype function x (t) such that:
Figure img00140001

the function y (t) being defined by its Fourier transform Y (f):
Figure img00140002

Ce procédé permet notamment de définir la fonction prototype S, décrite dessus.  This method makes it possible in particular to define the prototype function S, described above.

5. Description de modes de réalisation particuliers de l'invention
5.1. Liste des figures
- la figure 1 illustre un réseau de densité 1, correspondant à celui mis en
oeuvre dans le cas de la modulation connue OFDM/QAM;
- la figure 2 illustre un réseau de densité 2, correspondant à celui mis en
oeuvre dans le cas de la modulation connue OFDM/OQAM et dans le cas
de l'invention;
- les figures 3A à 3D, 4C à 4D, 5A à 5D, 6A à 6D et 7A à 7D illustrent
respectivement les modulations connues OFDM/QAM (3), OFDM/QAM
avec intervalle de garde (4), OFDM/OQAM (5) et les modulations de
l'invention OFDM/MSK (6) et OFDM/IOTA (7), selon les aspects suivants
. A: la fonction prototype x(t);
. B : la transformée de Fourier en linéaire de la fonction prototype;
.C : le module de la fonction d'ambiguïté en linéaire (telle que
définie dans l'annexe 2);
. D : la fonction d'intersymbole (telle que définie dans l'annexe 2);
- la figure 7E montre en échelle logarithmique la décroissance du signal
OFDM/IOTA;
- la figure 8 la fonction d'ambiguïté d'une fonction gaussienne;
- la figure 9 est un schéma synoptique d'un émetteur (et du procédé
d'émission correspondant) utilisable selon l'invention;
- la figure 10 est un schéma synoptique d'un récepteur (et du procédé de
réception correspondant) utilisable selon l'invention
- la figure 11 illustre plus précisément le procédé de démodulation mis en
oeuvre dans le récepteur de la figure 10.
5. Description of particular embodiments of the invention
5.1. List of Figures
FIG. 1 illustrates a network of density 1, corresponding to that set
works in the case of the known modulation OFDM / QAM;
FIG. 2 illustrates a network of density 2, corresponding to that set
in the case of the known OFDM / OQAM modulation and in the case of
of the invention;
FIGS. 3A to 3D, 4C to 4D, 5A to 5D, 6A to 6D and 7A to 7D illustrate
respectively the known modulations OFDM / QAM (3), OFDM / QAM
with guard interval (4), OFDM / OQAM (5) and the modulations of
the invention OFDM / MSK (6) and OFDM / IOTA (7), according to the following aspects
. A: the prototype function x (t);
. B: the Fourier transform in linear of the prototype function;
.C: the module of the ambiguity function in linear (such as
defined in Annex 2);
. D: the intersymbol function (as defined in Appendix 2);
FIG. 7E shows in logarithmic scale the decay of the signal
OFDM / IOTA;
- Figure 8 the ambiguity function of a Gaussian function;
FIG. 9 is a block diagram of a transmitter (and of the method
corresponding emission) usable according to the invention;
FIG. 10 is a block diagram of a receiver (and the method of
corresponding reception) usable according to the invention
FIG. 11 illustrates more precisely the demodulation method implemented
in the receiver of Figure 10.

L Principes théoriques des signaux selon l'invention
Toutes les fonctions de base de l'OFDM/OQAM définies en (15) peuvent se réécrire sous la forme:

Figure img00150001
Theoretical principles of the signals according to the invention
All OFDM / OQAM basic functions defined in (15) can be rewritten as:
Figure img00150001

Les barycentres des fonctions de base forment donc un réseau du plan temps fréquence engendré par les vecteurs (r0, 0) et (0, v0) (voir figure 2). Ce réseau est de densité 2, c'est à dire que v0#0 = 1/2. Comme indiqué en [16], ces fonctions constituent une base hilbertienne de HR. Afin de simplifier l'écriture, nous omettrons par la suite les inversions de signe. The barycenters of the basic functions thus form a network of the time-frequency plane generated by the vectors (r0, 0) and (0, v0) (see FIG. 2). This network is of density 2, that is to say that v0 # 0 = 1/2. As indicated in [16], these functions constitute a Hilbert database of HR. In order to simplify the writing, we will omit thereafter the inversions of sign.

D'une manière générale, on cherche les conditions sur x(t) pour que la famille {xm.n} constitue une base hilbertienne de HR. On imposera que x(t) soit une fonction paire. In a general way, one looks for the conditions on x (t) so that the family {xm.n} constitutes a hilbertian basis of HR. We will impose that x (t) be an even function.

Le produit scalaire de xm,n et de xi ni peut s'écrire:

Figure img00160001

soit, en posant t'= t-(n+(n+n')#0/2 et #'0=(n-n')#0:
Figure img00160002
The scalar product of xm, n and of xi ni can be written:
Figure img00160001

either, by putting t '= t- (n + (n + n') # 0/2 and # '0 = (n-n') # 0:
Figure img00160002

= #e[i(m-m')+(n-n')i(m-m')(n+n') J(fonction paire + i fonction impaire)]
L'orthogonalité est donc obtenue si le coefficient de l'intégrale est un nombre imaginaire pur. L'analyse de ce coefficient montre qu'il suffit pour cela que m-m' ou que n-n' soit impair.
= #e [i (m-m ') + (n-n') i (m-m ') (n + n') J (function pair + i odd function)]
Orthogonality is thus obtained if the coefficient of the integral is a pure imaginary number. The analysis of this coefficient shows that it is enough for that mm 'or that n' is odd.

Le réseau peut donc se décomposer en quatre sous-réseaux, tel que cela apparaît sur la figure 2 ({m pair, n pair},{m pair, n impair impair n pair},{m impair, n impair}) qui sont orthogonaux entre eux (toute fonction de l'un des sous-réseaux est orthogonale à toute fonction d'un autre sous-réseau). Une condition suffisante pour que {xm,n} constitue une base hilbertienne est donc que: < xm,n|xm',n' > R = 0 # m-m' pair, # n-n'pair, (m,n)#(m',n') (21)
I1 suffit donc de trouver une fonction x(t) paire telle que les fonctions du type:

Figure img00160003

soient orthogonales entre elles au sens du produit scalaire dans R. D'ailleurs, si tel est le cas, ces fonctions sont aussi orthogonales au sens du produit scalaire dans C, pour des raisons de symétrie analogues à celles évoquées ci-dessus. Une autre façon d'exprimer cette condition est d'utiliser la fonction d'ambiguïté de x [19]:
Figure img00160004

n suffit alors de trouver une fonction x(t) paire telle que:
A (2nlO, 2mv0) = O ,#(m,n)# (0,0) (24)
Si l'on compare le problème ainsi posé à celui de trouver une base hilbertienne au sens du produit scalaire dans C, les contraintes d'orthogonalité sont nettement moins fortes, puisque le réseau concerné est deux fois moins dense. En effet, les fonctions de base sont centrées sur les points du réseau {2mv0,2n#0}, c'est à dire un réseau de densité 1/2. On voit donc apparaître ici de façon intuitivement évidente les raisons de l'inapplicabilité du théorème de Balian-Low-Coifman-Semmes.The network can therefore be broken down into four sub-networks, as it appears in FIG. 2 ({m pair, n even}, {m pair, n odd odd n even}, {odd m, n odd}) which are orthogonal to each other (any function of one of the subnets is orthogonal to any function of another subnetwork). A sufficient condition for {xm, n} to be a Hilbert base is that: <xm, n | xm ', n'> R = 0 # mm 'even, # n-nair, (m, n) # (m ', n') (21)
I1 just need to find a function x (t) pair such that the functions of the type:
Figure img00160003

they are orthogonal to each other in the sense of the scalar product in R. Moreover, if this is the case, these functions are also orthogonal in the sense of the scalar product in C, for reasons of symmetry similar to those mentioned above. Another way to express this condition is to use the ambiguity function of x [19]:
Figure img00160004

It is enough then to find a function x (t) pair such that:
A (2n10, 2mv0) = O, # (m, n) # (0,0) (24)
If we compare the problem thus posed to that of finding a Hilbert basis in the sense of the scalar product in C, the orthogonality constraints are much less strong, since the network concerned is twice as dense. Indeed, the basic functions are centered on the points of the network {2mv0,2n # 0}, that is to say a network of density 1/2. The reasons for the inapplicability of the Balian-Low-Coifman-Semmes theorem are thus intuitively evident.

Dans le cas de l'OFDM/OQAM, l'orthogonalité des fonctions X2m.2n(t) entre elles est obtenue par deux contraintes de natures différentes. En effet, si m # m', < x2m,n|x2m .2n' > est nul parce que ces fonctions ont des spectres disjoints. In the case of OFDM / OQAM, the orthogonality of the functions X2m.2n (t) between them is obtained by two constraints of different natures. Indeed, if m # m ', <x2m, n | x2m .2n'> is null because these functions have disjoint spectra.

Par ailleurs, (x2m 2n | x2m 2" ) est nul parce que X(f) a une mise en forme de type demi
Nyquist.
On the other hand, (x2m 2n | x2m 2 ") is zero because X (f) has a half-type formatting
Nyquist.

Comme le montre l'abondante littérature déjà citée, I'homme du métier considère qu'il est impératif de vérifier ces deux contraintes. En particulier, il estime que la fonction prototype doit être à support borné en fréquence. As shown by the abundant literature already cited, the skilled person considers it imperative to verify these two constraints. In particular, he considers that the prototype function must be frequency-bound.

5.3. Principes généraux de l'invention
L'invention repose sur une approche tout à fait nouvelle des signaux multiporteuses du type OFDM/OQAM, selon laquelle l'orthogonalité est obtenue non plus par le respect des deux contraintes mentionnées ci-dessus, mais par une définition spécifiques des fonctions prototypes.
5.3. General principles of the invention
The invention is based on an entirely new approach of OFDM / OQAM type multicarrier signals, according to which the orthogonality is obtained no longer by the respect of the two constraints mentioned above, but by a specific definition of the prototype functions.

En d'autres termes, l'invention a pour objet de nouveaux signaux, basés sur des systèmes de modulation construits comme l'OFDM/OQAM sur un réseau orthogonal de densité 2, sans pour autant que la fonction prototype soit à support borné en fréquence. In other words, the subject of the invention is new signals, based on modulation systems constructed as OFDM / OQAM on an orthogonal network of density 2, without the prototype function having a frequency-bound support. .

Le principe utilisé est de construire des réseaux orthogonaux de densité 1/2, puis d'en déduire des réseaux de densité 2 par un choix judicieux des phases des signaux. The principle used is to build orthogonal networks of density 1/2, then to deduce networks of density 2 by a judicious choice of the phases of the signals.

De très nombreux signaux peuvent être construits selon la technique de l'invention. On donne ci-dessous deux exemples non limitatifs de tels signaux, appelés respectivement OFDM/MSK et OFDM/IOTA. Une méthode particulière pour construire de tels signaux est également donnée, à titre d'exemple non limitatif, en annexe 3. Cette méthode fait bien sûr partie de l'invention, et n'a été renvoyée en annexe que pour simplifier la lecture de la présente description. Very many signals can be constructed according to the technique of the invention. Two non-limiting examples of such signals, called OFDM / MSK and OFDM / IOTA respectively, are given below. A particular method for constructing such signals is also given, by way of non-limiting example, in Appendix 3. This method is of course part of the invention, and has only been included in the appendix to simplify the reading of the this description.

5.4. La modulation OFDM/MSK
Nous considérons ici une nouvelle modulation construite selon la même équation générique que la modulation OFDM/OQAM (équations 14 et 15), mais à partir d'une fonction prototype différente. Nous la baptiserons OFDM/MSK parce que chaque porteuse est modulée en MSK [20]. La fonction prototype s'écrit:

Figure img00180001

Si t < tu (25) ailleurs
En fait, on constate a posteriori que cette modulation peut être considérée comme duale de l'OFDM/OQAM, puisqu'elle correspond à un échange des axes temps et fréquence. L'intérêt essentiel de cette modulation par rapport à l'OFDM'OQAM est que la fonction prototype est strictement limitée dans le temps, ce qui simplifie notablement l'implémentation du récepteur, puisque le nombre de coefficients du filtre d'entrée est considérablement réduit.Par ailleurs, les performances en présence de trajets multiples sont inchangées, le paramètre 5 étant identique.5.4. OFDM / MSK modulation
We consider here a new modulation built according to the same generic equation as the OFDM / OQAM modulation (equations 14 and 15), but from a different prototype function. We will call it OFDM / MSK because each carrier is modulated in MSK [20]. The prototype function is written:
Figure img00180001

If t <you (25) elsewhere
In fact, we note a posteriori that this modulation can be considered as dual OFDM / OQAM, since it corresponds to an exchange of time and frequency axes. The essential interest of this modulation with respect to OFDM'OQAM is that the prototype function is strictly limited in time, which considerably simplifies the implementation of the receiver, since the number of input filter coefficients is considerably reduced. In addition, the performances in the presence of multiple paths are unchanged, the parameter 5 being identical.

5.5. La modulation IOTA
La modulation OFDM/IOTA résulte en revanche d'une approche totalement nouvelle et originale dans le domaine du traitement de signal que nous baptisons transformée IOTA (pour "Isotropic Orthogonal Transform Algorithm"), et décrite en annexe 3.
5.5. IOTA modulation
On the other hand, OFDM / IOTA modulation results from a totally new and original approach in the field of signal processing, which we call transformed IOTA (for "Isotropic Orthogonal Transform Algorithm"), and described in appendix 3.

5.5.1. Equation du signal
Nous considérons ici une nouvelle modulation construite selon la même équation générique que la modulation OFDM/OQAM (équations 14 et 15), mais à partir d'une fonction prototype différente. Nous la baptiserons OFDM/IOTA en raison du choix de la fonction prototype. La fonction prototype s'écrit:

Figure img00180002

désignant la fonction IOTA définie en annexe 3.5.5.1. Signal equation
We consider here a new modulation built according to the same generic equation as the OFDM / OQAM modulation (equations 14 and 15), but from a different prototype function. We will call it OFDM / IOTA because of the choice of the prototype function. The prototype function is written:
Figure img00180002

designating the IOTA function defined in Annex 3.

On notera que la méthode de construction donnée en annexe 3 permet d'obtenir une infinité de solutions, la fonction IOTA constituant une solution remarquable. Les fonctions de base de la modulation OFDM/IOTA s'écrivent donc:

Figure img00180003
It will be noted that the construction method given in appendix 3 makes it possible to obtain an infinity of solutions, the IOTA function constituting a remarkable solution. The basic functions of the OFDM / IOTA modulation are thus written:
Figure img00180003

Le signal émis s'écrit donc:

Figure img00190001

avec:
Figure img00190002

5.5.2. Commentaires des figures et avantages liés à la décroissance rapide
Afin de mieux mettre en évidence, de façon visuelle, les avantages de l'invention, on présente pour chaque modulation discutée précédemment:
.A la fonction prototype x(t);
. B la transformée de Fourier en linéaire de la fonction prototype;
. C le module de la fonction d'ambiguïté en linéaire (telle que définie
dans l'annexe 2);
.D la fonction d'intersymbole (telle que définie dans l'annexe 2).The transmitted signal is written thus:
Figure img00190001

with:
Figure img00190002

5.5.2. Comments on the figures and benefits of rapid decay
In order to better highlight, visually, the advantages of the invention, it is presented for each modulation discussed above:
.A the prototype function x (t);
. B the Fourier transform in linear of the prototype function;
. C the linear ambiguity function module (as defined
in Annex 2);
.D the intersymbol function (as defined in Annex 2).

Les vues de la fonction d'ambiguïté (figures indicées C) permettent de juger du confinement dans le plan temps-fréquence de la fonction prototype. Les vues de la fonction d'intersymbole (figures indicées D) permettent d'apprécier la sensibilité d'une modulation au délai et au Doppler. Les erreurs de phase ne sont pas considérées, puisque
toutes les modulations sont équivalentes sur ce plan.
The views of the ambiguity function (subscripted figures C) make it possible to judge the confinement in the time-frequency plane of the prototype function. The views of the intersymbol function (subscripted figures D) make it possible to appreciate the sensitivity of a modulation to the delay and the Doppler. Phase errors are not considered, since
all modulations are equivalent in this respect.

Les figures 3A à 3D concernent le cas connu de l'OFDM/QAM classique. Le défaut principal de cette modulation n'est pas, comme pourrait le faire penser la réponse en fréquence de la fonction prototype, la faible décroissance du niveau des lobes secondaires. FIGS. 3A to 3D relate to the known case of conventional OFDM / QAM. The main defect of this modulation is not, as the frequency response of the prototype function might suggest, the slight decrease in the level of the sidelobes.

En fait, la sensibilité de l'OFDM aux erreurs fréquentielles n'est que légèrement supérieure à celle des autres modulations considérées. L'IES a par contre une statistique différente, qui se traduit par une fermeture horizontale de l'oeil équivalente à celle d'une modulation à roll-off nul. n existe donc des traces, certes improbables, mais qui peuvent créer des erreurs systématiques en l'absence de codage. Ce détail est "inesthétique", mais sans conséquence réelle en présence de codage. Par contre, cette faible décroissance fait que l'énergie d'IES se répartit sur un grand nombre de symboles voisins, ce qui rend très délicate toute tentative d'égalisation. In fact, the sensitivity of the OFDM to frequency errors is only slightly higher than that of the other modulations considered. The IES, on the other hand, has a different statistic, which results in a horizontal closure of the eye equivalent to that of a zero roll-off modulation. There are therefore traces, certainly unlikely, but which can create systematic errors in the absence of coding. This detail is "unsightly", but without real consequences in the presence of coding. On the other hand, this weak decrease makes that the energy of IES is distributed on a large number of neighboring symbols, which makes any attempt of equalization very delicate.

Paradoxalement, le véritable problème vient de la limitation brutale de la réponse temporelle, qui correspond à une fonction d'ambiguïté triangulaire selon cet axe. Ceci donne une fonction d'intersymbole avec une très forte sensibilité aux erreurs temporelles
la pente est verticale et le paramètre 5 est donc nul. C'est ce qui justifie l'utilisation d'un intervalle de garde.
Paradoxically, the real problem comes from the sudden limitation of the temporal response, which corresponds to a triangular ambiguity function along this axis. This gives an intersymbol function with a very high sensitivity to temporal errors
the slope is vertical and parameter 5 is zero. This justifies the use of a guard interval.

Les figures 4C et 4D concernent l'OFDM/QAM avec un intervalle de garde (les fonction prototype et transformée de Fourier sont identiques à celles de 1'OFDM/QAM illiustrées en figures 3A et 3C. L'utilisation d'un intervalle de garde crée une zone plate au niveau de la fonction d'ambiguïté. En fait, on devrait plutôt parler dans ce cas de crossambiguïté. On retrouve évidemment cette partie plate au niveau de la fonction d'intersymbole, ce qui donne une immunité aux erreurs temporelles. Les figures représentent le cas d'un intervalle de garde 0,25 T0.  Figures 4C and 4D relate to the OFDM / QAM with a guard interval (the prototype and Fourier transform functions are identical to those of the OFDM / QAM illustrated in Figures 3A and 3C. creates a flat area at the level of the ambiguity function.In fact, we should rather speak in this case of crossambiguity.There is obviously this flat part at the intersymbol function, which gives immunity to temporal errors. The figures represent the case of a guard interval 0.25 T0.

Au niveau des erreurs fréquentielles, les propriétés sont les mêmes que celles de l'OFDM standard. In terms of frequency errors, the properties are the same as those of the standard OFDM.

Le coût de l'intervalle de garde est admissible lorsqu'on s'intéresse à des modulations à faible efficacité spectrale. n devient par contre rédhibitoire si l'on cherche une efficacité spectrale élevée : prenons par exemple un intervalle de garde égal au quart du symbole utile. Dans ces conditions, il faut pour atteindre une efficacité nette de 4 bits/s/Hertz un sytème de modulation et de codage ayant une efficacité brute de S bits/s/Hertz, soit une perte de 3 dB par rapport à la capacité limite de Shannon. Encore faut-il ajouter à cette perte la perte supplémentaire de 1 dB due à la puissance "inutilement" émise dans l'intervalle de garde. Au total, ce sont donc 4 dB qui sont perdus par rapport à l'optimum. The cost of the guard interval is allowable when considering low spectral efficiency modulations. On the other hand, n becomes prohibitive if one seeks a high spectral efficiency: let us take for example a guard interval equal to a quarter of the useful symbol. Under these conditions, it is necessary to achieve a net efficiency of 4 bits / s / Hertz a modulation and coding system having a raw efficiency of S bits / s / Hertz, a loss of 3 dB compared to the limit capacity of Shannon. It is also necessary to add to this loss the additional loss of 1 dB due to the power "unnecessarily" emitted in the guard interval. In total, 4 dB are lost compared to the optimum.

Les figures SA à SD présentent le cas de l'OFDM/OQAM. Figures SA to SD present the case of OFDM / OQAM.

La réponse temporelle de 1'OFDM/OQAM présente une meilleure allure que celle de l'OFDM/QAM. Néanmoins la décroissance temporelle n'est qu'en l/t2. La fonction d'ambiguïté s'annule sur un réseau de densité 1/2. La sensibilité aux erreurs en fréquence est supérieure à celle aux erreurs temporelles. Le paramètre 5 vaut 0.8765. The time response of OFDM / OQAM is better than that of OFDM / QAM. Nevertheless the temporal decay is only in l / t2. The ambiguity function is canceled on a 1/2 density network. The sensitivity to frequency errors is greater than that to temporal errors. Parameter 5 is 0.8765.

Les figures 6A à 6D concernent le premier mode de réalisation de l'invention,
I'OFDM/MSK. On vérifie qu'elle présente des propriétés strictement identiques à celles de l'OQAM en inversant les échelles temporelles et fréquentielles. Le paramètre 5 est inchangé.
FIGS. 6A to 6D relate to the first embodiment of the invention,
I'OFDM / MSK. It is verified that it has properties that are strictly identical to those of the OQAM by reversing the time and frequency scales. Parameter 5 is unchanged.

Enfin, les figures 7A à 7D présentent la modulation OFDM/IOTA. Celleci présente une décroissance rapide (au sens mathématique du terme) en temps et en fréquence, ce qui permet d'envisager l'égalisation dans les meilleurs conditions possibles.  Finally, FIGS. 7A to 7D show the OFDM / IOTA modulation. This has a rapid decrease (in the mathematical sense of the term) in time and frequency, which allows to consider the equalization in the best possible conditions.

Elle présente par ailleurs une symétrie parfaite par rapport à ces deux axes. Sa fonction d'intersymbole est quasiment idéale. D'une manière générale son comportement se rapproche de celui de la gaussienne. Le paramètre 5 vaut 0.9769.It also has perfect symmetry with respect to these two axes. Its intersymbol function is almost ideal. In general, his behavior is similar to that of Gaussian. Parameter 5 is 0.9769.

On peut comparer la fonction d'ambiguïté de la fonction S (figure 7C) à celle d'une gaussienne, telle qu'illustrée en figure 8. L'allure générale de ces deux fonctions est très similaire au niveau du sommet. Elles different par contre à la base. The function of ambiguity of the function S (FIG. 7C) can be compared to that of a Gaussian, as illustrated in FIG. 8. The general appearance of these two functions is very similar at the level of the vertex. They differ on the other hand at the base.

La figure 7E montre en échelle logarithmique la décroissance en temps du signal
IOTA. On observe que l'amplitude du signal décroît linéairement en échelle logarithmique (en temps et en fréquence, bien sûr, puisque les deux aspects sont identiques), soit de façon exponentielle en échelle linéaire. Cette propriété permet donc dans une réalisation pratique de tronquer la forme d'onde et de limiter ainsi la complexité du récepteur.
FIG. 7E shows in logarithmic scale the decay in signal time
IOTA. It is observed that the amplitude of the signal decreases linearly in logarithmic scale (in time and in frequency, of course, since the two aspects are identical), or exponentially on a linear scale. This property therefore makes it possible in a practical embodiment to truncate the waveform and thus limit the complexity of the receiver.

5.6. Principe d'un émetteur
La figure 9 présente un synoptique simplifié d'un émetteur d'un signal selon l'invention. Le procédé d'émission s'en déduit directement.
5.6. Principle of a transmitter
FIG. 9 presents a simplified block diagram of a transmitter of a signal according to the invention. The emission process is deduced directly.

On considère une source binaire à haut débit (typiquement quelques dizaines de
Mégabits/s). Par source binaire, on entend une série d'éléments de données correspondant à un ou plusieurs signaux 91 source de tous types (sons, images, données) numériques ou analogiques échantillonnés. Ces données binaires sont soumises à un codage canal 92 binaire à binaire adapté à des canaux évanouissants. On pourra par exemple utiliser un code en treillis (Trellis Coded Modulation), concaténé éventuellement avec un code de
Reed-Solomon. Plus précisément, si l'on souhaite une efficacité spectrale de 4 bits/Hertz, on peut utiliser un code de rendement 2/3 associé à une modulation 8AM, prenant 8 niveaux d'amplitude.
We consider a high bit rate binary source (typically a few dozen
Megabits / s). By binary source is meant a series of data elements corresponding to one or more source signals of all types (sounds, images, data) sampled digital or analog. These binary data are subjected to a binary-to-binary channel coding adapted to fading channels. For example, it would be possible to use a trellis coded modulation code, possibly concatenated with a code of
Reed-Solomon. More precisely, if it is desired to have a spectral efficiency of 4 bits / hertz, a 2/3 efficiency code associated with an 8AM modulation can be used, taking 8 amplitude levels.

Ensuite, conformément au principe exposés dans le brevet FR-88 15216, on répartit (93) ces données codées dans l'espace temps-fréquence de façon à apporter la diversité nécessaire, et à décorréler l'évanouissement (fading) de Rayleigh affectant les symboles émis. Then, in accordance with the principle set forth in patent FR-88 15216, these coded data are distributed (93) in the time-frequency space so as to provide the necessary diversity, and to decorrelate the Rayleigh fading (fading) affecting the emitted symbols.

Plus généralement, on effectue un premier codage binaire à binaire, un entrelacement en temps et en fréquence et un codage binaire à coefficients, communément appelé mapping . n est clair que l'entrelacement peut être indifféremment effectué avant ou après le mapping, selon les besoins et les codes utilisés. More generally, a first binary to binary coding, a time and frequency interleaving and a binary coding with coefficients, commonly called mapping, are carried out. It is clear that the interleaving can be indifferently carried out before or after the mapping, according to the needs and the codes used.

A l'issue de cette opération de codage, on dispose des symboles réels à émettre amn. Le principe de réalisation du modulateur 94 OFDM/MSK ou OFDM/IOTA est analogue à celui d'un émetteur OFDM/OQAM. Seule la forme d'onde prototype differe. At the end of this coding operation, the actual symbols to be transmitted amn are available. The embodiment of the OFDM / MSK or OFDM / IOTA modulator 94 is analogous to that of an OFDM / OQAM transmitter. Only the prototype waveform differs.

On pourra se référer à [15] pour une description détaillée du système de modulation. Pour construire le signal à émettre, on regroupe les symboles de même rang n, et l'on calcule:

Figure img00220001
We can refer to [15] for a detailed description of the modulation system. To construct the signal to be emitted, we group together the symbols of the same rank n, and we calculate:
Figure img00220001

Cette opération peut être avantageusement réalisée sous forme numérique par une transformée de Fourier rapide (for) 1 ) portant sur tous les symboles de même rang n, suivi d'une multiplication de la forme d'onde résultante par la fonction prototype IOTA, et enfin d'une addition des symboles de rangs différents (sommation selon l'indice n). This operation may advantageously be performed in digital form by a fast Fourier transform (for) 1) covering all the symbols of the same rank n, followed by a multiplication of the resulting waveform by the prototype function IOTA, and finally an addition of the symbols of different ranks (summation according to the index n).

Le signal complexe ainsi généré est alors converti sous forme analogique 98, puis transposé à la fréquence finale par un modulateur 99 à deux voies en quadrature (modulateur I & ), et enfin amplifié 910 avant d'être émis 911. The complex signal thus generated is then converted into analog form 98, then transposed to the final frequency by a modulator 99 with two channels in quadrature (modulator I &), and finally amplified 910 before being transmitted 911.

5.7. Principe d'un récepteur
La figure 10 illustre de façon schématique un récepteur d'un signal selon l'invention (ainsi que le procédé de réception correspondant).
5.7. Principle of a receiver
Figure 10 schematically illustrates a receiver of a signal according to the invention (as well as the corresponding reception method).

Le récepteur OFDM/MSK ou OFDM/IOTA est sensiblement analogue à celui adapté à la modulation OFDM/OQAM. Les étages d'entrée sont conventionnels. Le signal est préamplifié 101, puis converti en fréquence intermédiaire 102 afin de réaliser le filtrage canal 103. Le signal en fréquence intermédiaire est ensuite converti en bande de base sur deux voies en quadrature 105. En outre, on réalise les fonctions de correction automatique de gain (CAG) 104, qui contrôle la préamplification 101. The OFDM / MSK or OFDM / IOTA receiver is substantially analogous to that adapted to OFDM / OQAM modulation. Entrance floors are conventional. The signal is preamplified 101, then converted to intermediate frequency 102 in order to carry out channel filtering 103. The intermediate frequency signal is then converted into baseband on two quadrature channels 105. In addition, the automatic correction functions are performed. gain (AGC) 104, which controls preamplification 101.

Une autre solution consiste à transposer le signal en fréquence intermédiaire sur une fréquence porteuse basse, de façon à échantillonner le signal sur une seule voie, la représentation complexe étant alors obtenue par filtrage numérique. Alternativement, le signal RF peut être transposé directement en bande de base (conversion directe), le filtrage canal étant alors réalisé sur chacune des deux voies I & . Dans tous les cas, on peut se ramener à une représentation discrète du signal de l'enveloppe complexe correspondant au signal reçu. Another solution is to transpose the intermediate frequency signal on a low carrier frequency, so as to sample the signal on a single channel, the complex representation is then obtained by digital filtering. Alternatively, the RF signal can be transposed directly to the baseband (direct conversion), the channel filtering being then performed on each of the two channels I &. In all cases, it can be reduced to a discrete representation of the signal of the complex envelope corresponding to the received signal.

Afin de détailler le traitement numérique en bande de base, nous considérerons une modulation de type multiporteuse caractérisée par l'équation de l'enveloppe complexe du signal émis:

Figure img00220002
In order to detail the digital processing in baseband, we will consider a multicarrier type modulation characterized by the equation of the complex envelope of the emitted signal:
Figure img00220002

Soit un canal de transmission caractérisé par sa fonction de transfert variable T(f,t) (voir annexe 2). L'enveloppe complexe du signal reçu r(t) s'écrit:

Figure img00230001
Either a transmission channel characterized by its variable transfer function T (f, t) (see annex 2). The complex envelope of the received signal r (t) is written:
Figure img00230001

Le démodulateur estime (106) la fonction de transfert T(f,t) par des moyens classiques, qui peuvent par exemple utiliser un réseau de référence de porteuses explicites selon le brevet FR-90 01491. Pour démoduler le signal proprement dit (107), on assimile localement le canal à un canal multiplicatif caractérisé par une amplitude et une phase correspondant à la valeur de T(f,t) pour l'instant et la fréquence considérée.Pour estimer am,n(t), le signal reçu est donc assimilé au signal:
r(t) = JS(f)T(mv0,nr0)e2df = T(mv0,nr0) s(t) (33)
On posera:

Figure img00230002
The demodulator estimates (106) the transfer function T (f, t) by conventional means, which can for example use an explicit carrier reference network according to patent FR-90 01491. To demodulate the signal itself (107) , we assimilate the channel locally to a multiplicative channel characterized by an amplitude and a phase corresponding to the value of T (f, t) for the moment and the frequency considered. To estimate am, n (t), the received signal is therefore assimilated to the signal:
r (t) = JS (f) T (mv0, nr0) e2df = T (mv0, nr0) s (t) (33)
We will ask:
Figure img00230002

Le démodulateur effectue donc le traitement suivant:

Figure img00230003
The demodulator therefore performs the following processing:
Figure img00230003

Dans le cas d'un canal stationnaire de fonction de transfert #ei#, on retrouve évidemment:
#m,n = pam,n (36)
En pratique, le traitement 107 est effectué sous forme numérique, selon le procédé illustré en figure 11. Le récepteur fonctionne de façon analogue à un récepteur
OFDM/OQAM [13-16]. Il effectue les traitements suivants:
- multiplication 111 dudit signal reçu r(t) par la fonction prototype x(t)
112;
- #repliement# 113 de la forme d'onde filtrée modulo 2to;
- application 114 d'une transformée de Fourier (Fr);
- correction 115 de la phase e en fonction de l'estimation du canal 116,
comprenant par exemple une estimation Pm.n de la réponse en amplitude
et une estimation #m,n de la réponse en phase du canal de transmission;
- correction 117 de la phase correspondant au terme im+n, les éléments de
données étant alternativement en phase et en quadrature;; - sélection 118 de la partie réelle du coceficient obtenu a, @ correspondant
au coefficient am,n émis pondéré par la réponse en amplitude Pm,n du
canal de transmission.
In the case of a stationary transfer function channel # ei #, we obviously find:
#m, n = pam, n (36)
In practice, the processing 107 is performed in digital form, according to the method illustrated in FIG. 11. The receiver operates in a similar manner to a receiver
OFDM / OQAM [13-16]. He performs the following treatments:
multiplication 111 of said received signal r (t) by the prototype function x (t)
112;
# fold # 113 of the modulo 2to filtered waveform;
- Application 114 of a Fourier transform (Fr);
correction 115 of phase e as a function of the estimate of channel 116,
comprising for example an estimate Pm.n of the amplitude response
and an estimate # m, n of the phase response of the transmission channel;
- correction 117 of the phase corresponding to the term im + n, the elements of
data being alternately in phase and in quadrature; selection 118 of the real part of the coceficient obtained a, @ corresponding
at the coefficient am, n emitted weighted by the amplitude response Pm, n of the
transmission channel.

Cet algorithme permet donc de calculer globalement tous les coefficients d'un indice n donné. L'ordre de grandeur de la complexité correspondante est approximativement le double de celle de l'algorithme utilisé pour l'OFDM/QAM. This algorithm therefore makes it possible to globally calculate all the coefficients of a given index n. The order of magnitude of the corresponding complexity is approximately twice that of the algorithm used for OFDM / QAM.

Les coefficients ainsi obtenus sont ensuite désentrelacés 108, symétriquement à l'entrelacement mis en oeuvre à l'émission, puis décodés 109, avantageusement selon une technique de décodage à décision douce, mettant par exemple en oeuvre un algorithme du type de l'algorithme de Viterbi. Si le décodage de canal tient compte de l'estimation de la réponse de l'amplitude du canal Pm n les valeurs correspondantes sont également désentrelacées 110. Par ailleurs, le désentrelacement est bien sûr effectué avant ou après le mapping, selon le moment ou l'entrelacement a été mis en oeuvre à l'émission.  The coefficients thus obtained are then de-interleaved 108, symmetrically with the interleaving implemented on transmission, and then decoded 109, advantageously according to a soft decision decoding technique, for example implementing an algorithm of the type of the algorithm of Viterbi. If the channel decoding takes into account the estimate of the response of the amplitude of the channel Pm n, the corresponding values are also deinterlaced 110. Furthermore, the deinterlacing is of course carried out before or after the mapping, depending on the moment when the interleaving was implemented on the program.

ANNEXE 1: REFERENCES [1] M.L. Doeltz, E.T. Heald and D.L. Martin, Binary data transmission techniques for
linear systems
Proceedings of the IVRE, pp. 656-661, May 1957.
APPENDIX 1: REFERENCES [1] ML Doeltz, AND Heald and DL Martin, Binary data transmission techniques for
linear systems
Proceedings of the IVRE, pp. 656-661, May 1957.

[2] R.R. Mosier, A data transmission system using pulse phase modulation
IRE Conv. Rec. Ist Nat'l Conv Military Electronics (Washington, D.C., June 17-19, 1957) pp. 233-238.
[2] RR Mosier, A data transmission system using pulse phase modulation
IRE Conv. Rec. Ist Nat'l Conv Military Electronics (Washington DC, June 17-19, 1957) pp. 233-238.

[3] G.A. Franco and G. Lachs, An orthogonal coding technique for
communnications 1961 IRE Internat'l Conv. Rec., vol. 9, pp. 126-133.
[3] GA Franco and G. Lachs, An orthogonal coding technique for
communications 1961 IRE Internat'l Conv. Rec., Vol. 9, pp. 126-133.

[4] H.F. Harmuth, On the transmission of information by orthogonal time functions
AIEE Trans. (Communications and Electronics) vol. 79, pp. 248-255, July 1960.
[4] HF Harmuth, On the transmission of information by orthogonal time functions
AIEE Trans. (Communications and Electronics) vol. 79, pp. 248-255, July 1960.

[5] S.B. Weinstein and Paul M. Ebert, Data transmission by frequency-division
multiplexing using the discrete Fourier transform
IEEE Trans. Commun., vol. COM-19, pp. 628-634, Oct. 1971.
[5] SB Weinstein and Paul M. Ebert, Data transmission by frequency-division
multiplexing using the discrete Fourier transform
IEEE Trans. Commun., Vol. COM-19, pp. 628-634, Oct. 1971.

[6] L.J. Cimini, Analysis and simulation of a digital mobile channel using orthogonal
frequency division multiplexing,
IEEE Trans. Commun., vol. COM-33, pp. 665-675, July 1985.
[6] LJ Cimini, Analysis and simulation of a digital mobile channel using orthogonal
frequency division multiplexing,
IEEE Trans. Commun., Vol. COM-33, pp. 665-675, July 1985.

[7] E.F. Casas and C. Leung, OFDM for data communication over mobile radio FM
channels - Part I: Analysis and experimental results,
IEEE Trans. Commun., vol. 39, pp. 783-793, May 1991.
[7] EF Casas and C. Leung, OFDM for data communication over mobile FM radio
channels - Part I: Analysis and experimental results,
IEEE Trans. Commun., Vol. 39, pp. 783-793, May 1991.

[8] E.F. Casas and C. Leung, OFDM for data communication over mobile radio FM
channels - Part li : Performance improvement,
IEEE Trans. Commun., vol. 40, pp. 680-683, April 1992.
[8] EF Casas and C. Leung, OFDM for data communication over mobile FM radio
channels - Part li: Performance improvement,
IEEE Trans. Commun., Vol. 40, pp. 680-683, April 1992.

[9] I. Daubechies, The wavelet transform, time-frequency localization and signal
analysis,
IEEE Trans. Inform. Theory, vol. IT-36, pp. 961-1005, Sept. 1990.
[9] I. Daubechies, The transformed wavelet, time-frequency localization and signal
analysis,
IEEE Trans. Inform. Theory, vol. IT-36, pp. 961-1005, Sept. 1990.

[10] H.E. Jensen, T. Hoholdt, and J. Justesen, Double series representation of
bounded signals,
IEEE Trans. Inform. Theory, vol. IT-34, pp. 613-624, July 1988.
[10] HE Jensen, T. Hoholdt, and J. Justesen, Double series representation of
bounded signals,
IEEE Trans. Inform. Theory, vol. IT-34, pp. 613-624, July 1988.

[1 1] R.W. Chang, Synthesis of band-limited orthogonal signals for multi-channel data
transmission,
Bell Syst. tech. J., vol. 45, pp. 1775-1796, Dec. 1966.
[1 1] RW Chang, Synthesis of band-limited orthogonal signals for multi-channel data
transmission,
Bell Syst. tech. J., vol. 45, pp. 1775-1796, Dec. 1966.

[12] B.R. Saltzberg, Performance of an efficient parallel data transmission system,
IEEE Trans. Commun. Technol., vol. COM-15, pp. 805-811, Dec. 1967.
[12] BR Saltzberg, Performance of an efficient parallel data transmission system,
IEEE Trans. Common. Technol., Vol. COM-15, pp. 805-811, Dec. 1967.

[13] R.W. Chang, A theorical study of performance of an orthogonal multiplexing data
transmission schème,
IEEE Trans. Commun. Technol., vol. COM-16, pp. 529-540, Aug. 1968.
[13] RW Chang, A theoretical study of orthogonal multiplexing data performance
transmission schema,
IEEE Trans. Common. Technol., Vol. COM-16, pp. 529-540, Aug. 1968.

[14] B. Hirosaki, An analysis of automatic equalizers for orthogonally multiplexed
QAM systems,
IEEE Trans. Commun., vol. COM-28, pp. 73-83, Jan. 1980.
[14] B. Hirosaki, An analysis of automatic equalizers for orthogonally multiplexed
QAM systems,
IEEE Trans. Commun., Vol. COM-28, pp. 73-83, Jan. 1980.

[15] B. Hirosaki, An orthogonally multiplexed QAM system using the discrete Fourier
transform,
IEEE Trans. Commun., vol. COM-29, pp. 982-989, July. 1981.
[15] B. Hirosaki, An orthogonally multiplexed QAM system using the Fourier discrete
transform,
IEEE Trans. Commun., Vol. COM-29, pp. 982-989, July. nineteen eighty one.

[16] B. Hirosaki, A maximum likehood receiver for an orthogonally mulitplexed QAM
system,
IEEE Journal on Selected Areas in Commun., vol. SAC-22, pp. 757-764, Sept 1984.
[16] B. Hirosaki, A maximum likehood receiver for an orthogonally mulitplexed QAM
system,
IEEE Journal on Selected Areas in Commun., Vol. SAC-22, pp. 757-764, Sept 1984.

[17] B. Hirosaki, S. Hasegawa, and A. Sabato, Advanced group-band modem using
orthogonally multiplexed QAM technique,
IEEE Trans. Commun., vol. COM-34, pp. 587-592, June. 1986.
[17] B. Hirosaki, S. Hasegawa, and A. Sabato, Advanced group-band modem using
orthogonally multiplexed QAM technique,
IEEE Trans. Commun., Vol. COM-34, pp. 587-592, June. 1986.

[18] John A. C. Bingham, Multicarrier modulation for data transmission : An idea
whose time has come,
IEEE Communications Magazine, pp. 5-14, May 1990.
[18] John AC Bingham, Multicarrier Modulation for Data Transmission: An Idea
whose time has come,
IEEE Communications Magazine, pp. 5-14, May 1990.

[19] P.M. WOODWARD, Probability and information theory with application to
Radar,
Pergamon Press,
London 1953.
[19] WOODWARD PM, Probability and information theory with application
Radar,
Pergamon Press,
London 1953.

[20] F. Amoroso and J. A. Kivett, Simplified MSK signalling technique,
IEEE Trans. Commun., vol. COM-25, pp. 433441, April 1977.
[20] F. Amoroso and JA Kivett, Simplified MSK Technical Signaling,
IEEE Trans. Commun., Vol. COM-25, pp. 433441, April 1977.

[21] P. A. Bello, Characterization of randomly time-variant linear channels,
IEEE Trans. Commun. Systems, pp. 360-393, Dec. 1964.
[21] PA Bello, Characterization of Randomly Time-Variant Linear Channels,
IEEE Trans. Common. Systems, pp. 360-393, Dec. 1964.

[22] P.M. WOODWARD, Probability and information theory with application to
Radar ,
Pergamon Press,
London 1953.
[22] PM WOODWARD, Probability and information theory with application
Radar,
Pergamon Press,
London 1953.

[23] M. ALARD et R. LASSALLE Principes de modulation et de codage canal en radiodiffusion numérique vers les mobiles
Revue de l'U. E. R, nO 224, août 1987, pp. 168-190.
[23] M. ALARD and R. LASSALLE Principles of channel modulation and coding in digital broadcasting to mobiles
EU Review R, no. 224, August 1987, pp. 168-190.

ANNEXE 2 1. Modélisation du canal 1.1. Modèle général
On peut considérer un canal dispersif comme un système linéaire ayant une réponse impulsionnelle variable dans le temps. n existe deux façons de définir cette réponse impulsionnelle. On s'inspirera largement des conventions proposées dans [21]:
la réponse impulsionnelle à l'entrée (Input Delay Spread Function)
g(t,)définie par:

Figure img00280001

où s(t) et r(t) représentent respectivement les signaux émis et reçus # la réponse impulsionnelle en sortie (Output Delay Spread Function) h(t,T) définie par:
Figure img00280002
ANNEX 2 1. Channel modeling 1.1. General model
A dispersive channel can be considered as a linear system with a time-varying impulse response. There are two ways to define this impulse response. The conventions proposed in [21] will be largely inspired by:
the Input Delay Spread Function (Input Delay Spread Function)
g (t,) defined by:
Figure img00280001

where s (t) and r (t) respectively represent the transmitted and received signals # the Output Delay Spread Function h (t, T) defined by:
Figure img00280002

On a évidemment h(t,) = g(t + T,) h(t,T) représente la réponse impulsionnelle du canal à l'instant t. Munis de ces conventions, nous pouvons définir les fonctions caractéristiques suivantes:
# la fonction d'étalement délai-Doppler U(,v) (Delay-Doppler Spread
Function) caractérisée par:

Figure img00280003

# la fonction d'étalement Doppler-délai V(v,l) (Doppler-Delay Spread
Function) caractérisée par:
Figure img00280004
Obviously, h (t,) = g (t + T) h (t, T) represents the impulse response of the channel at time t. With these conventions, we can define the following characteristic functions:
# the delay-Doppler spreading function U (, v) (Delay-Doppler Spread
Function) characterized by:
Figure img00280003

# Doppler-delay spread function V (v, l) (Doppler-Delay Spread
Function) characterized by:
Figure img00280004

On a tout simplement: V(v,#)=ei2#v#U(#,v) # la fonction de transfert variable (Time-Variant Transfert Function) T(f,t) caractérisée par:

Figure img00290001
We have simply: V (v, #) = ei2 # v # U (#, v) # the variable transfer function (Time-Variant Transfer Function) T (f, t) characterized by:
Figure img00290001

On retrouve donc la même équation que dans le cas d'un canal stationnaire, la différence étant simplement que la fonction de transfert devient variable dans le temps. We thus find the same equation as in the case of a stationary channel, the difference being simply that the transfer function becomes variable in time.

Cette fonction de transfert T(f,t) est la transformée de Fourier bidimensionnelle de U(T,V), soit:

Figure img00290002
This transfer function T (f, t) is the two-dimensional Fourier transform of U (T, V), that is:
Figure img00290002

Dans tous les cas, nous considérerons que U(T,V) est à support borné, ce qui permet de représenter la fonction de transfert T(f,t) par un réseau de valeurs discrètes en vertu du théorème d'échantillonnage. In all cases, we will consider that U (T, V) has a bounded support, which makes it possible to represent the transfer function T (f, t) by an array of discrete values by virtue of the sampling theorem.

1.2. Le modèle délai-Doppler statique
Le modèle délai-Doppler est défini par l'équation:

Figure img00290003
1.2. The static Doppler delay model
The delay-Doppler model is defined by the equation:
Figure img00290003

Cette équation fait apparaître le canal comme une somme de canaux élémentaires caractérisés par une amplitude, une phase, un offset temporel et un offset fréquentiel. This equation shows the channel as a sum of elementary channels characterized by amplitude, phase, time offset and frequency offset.

Aussi est-il légitime de s'intéresser au comportement des différentes modulations en présence de ce type de canal, que nous baptiseront délai-Doppler statique.So it is legitimate to be interested in the behavior of different modulations in the presence of this type of channel, which we will call static Doppler delay.

L'équation du canal s'écrit alors sous la forme simplifiée suivante:
r(t) = Aeios(t- z)e'2" 2. Performances de l'OFDM dans les canaux non-stationnaires 2.1. Cas général
Considérons une modulation multiporteuse OFDM de type quelconque (OFDM/QAM, OFDM/OQAM ou OFDM/IOTA) caractérisée par l'équation générique:

Figure img00290004

ak étant des variables réelles, E étant un réseau bidimensionnel de densité 2 dans l'espace temps-fréquence, les fonctions xk(t) étant des translatées en temps et en fréquence d'une même fonction prototype x(t), et qui constituent une base hilbertienne de L2(R).
Figure img00290005
The equation of the channel is then written in the following simplified form:
r (t) = Aeios (t-z) e2 "2. OFDM performance in non-stationary channels 2.1 General case
Consider an OFDM multi-carrier modulation of any type (OFDM / QAM, OFDM / OQAM or OFDM / IOTA) characterized by the generic equation:
Figure img00290004

ak being real variables, E being a two-dimensional network of density 2 in the time-frequency space, the functions xk (t) being translated in time and in frequency of the same prototype function x (t), and constituting a Hilbert base of L2 (R).
Figure img00290005

On notera qu'aucune hypothèse n'est faite sur la structure du réseau E. Dans le cas particulier de l'OFDM/QAM, ce réseau se décompose en deux sous-réseaux co-localisés avec des phases en quadrature.It should be noted that no hypothesis is made on the structure of the network E. In the particular case of OFDM / QAM, this network is broken down into two sub-networks co-located with quadrature phases.

L'opération de démodulation s'écrit:

Figure img00300001

étant une phase estimée par le démodulateur et r(t) l'enveloppe complexe du signal reçu. On peut donc écrire:
Figure img00300002
The demodulation operation is written:
Figure img00300001

being a phase estimated by the demodulator and r (t) the complex envelope of the received signal. We can write:
Figure img00300002

Or:

Figure img00300003
Gold:
Figure img00300003

On en déduit que:

Figure img00300004
It follows that:
Figure img00300004

La valeur optimale de est celle qui maximise le coefficient an, soit:

Figure img00300005
The optimal value of is that which maximizes the coefficient an, namely:
Figure img00300005

Bien que générales, les équations ci-dessus ne sont guère manipulables. Elles montrent cependant que le signal utile et l'intersymbole apparaissent comme des intégrations de la fonction d'ambiguïté pondérée par la fonction d'étalement délai
Doppler.
Although general, the equations above are hardly manipulable. They show, however, that the useful signal and the intersymbol appear as integrations of the function of ambiguity weighted by the function of delay spreading.
Doppler.

2.2. Cas du canal statique
Si l'on s'intéresse à un canal de type délai-Doppler statique, caractérisé par une phase 0, un retard X et un offset v (on normalisera à 1 l'amplitude A), on effectue la démodulation de manière similaire en introduisant dans l'estimateur un paramètre de phase . Le résultat de cette opération s'écrit:

Figure img00310001
2.2. Static channel case
If one is interested in a channel of the static Doppler delay type, characterized by a phase 0, a delay X and an offset v (the amplitude A will be normalized to 1), the demodulation is carried out in a similar manner by introducing in the estimator a phase parameter. The result of this operation is written:
Figure img00310001

Le signal démodulé s'écrit donc finalement:

Figure img00310002
The demodulated signal is thus finally written:
Figure img00310002

Le deuxième terme représente l'interférence entre symboles (IES). Si l'on considère les données ak comme des variables aléatoires indépendantes de variance a2, la variance I de l'IES s'écrit::

Figure img00310003
The second term represents intersymbol interference (IES). Considering the data ak as independent random variables of variance a2, the variance I of the IES is written:
Figure img00310003

Or les coefficients ck sont les coefficients de la décomposition de la fonction ei(#-#)e-2i@v(#+#)xn(@ + T), de norme unité, sur la base hilbertienne des fonctions xk(t). On a donc:

Figure img00310004
Now the coefficients ck are the coefficients of the decomposition of the function ei (# - #) e-2i @ v (# + #) xn (@ + T), of unit norm, on the Hilbert basis of the functions xk (t) . So we have:
Figure img00310004

En d'autres termes, la variance du signal reçu est constante et se répartit entre le signal "utile" cnan et l'IES, de variance I = (1 - cn2)a2.Le calcul du coefficient cn donne:

Figure img00310005
In other words, the variance of the received signal is constant and is distributed between the "useful" signal cnan and the IES, of variance I = (1 - cn2) a2.The calculation of the coefficient cn gives:
Figure img00310005

Or la fonction d'ambiguïté de xn s'écrit:
AXn(#,v) = e2i#(vn#-#nv)Ax(#,v)
Finalement, on peut écrire:

Figure img00310006
Now the function of ambiguity of xn is written:
AXn (#, v) = e2i # (vn # - # nv) Ax (#, v)
Finally, we can write:
Figure img00310006

On considérera que la phase de démodulation # s'écrit sous la forme #opt+ ##, où @pt est la phase de démodulation qui minimise l'IES, c'est-à-dire qui maximise cn, soit:
Sept = 8 + rvT + 2#(#nv-vn#)
Alors, la variance de l'IES s'écrit simplement:: i = (1 - (e[Ax(T,v)e])2)a2
Lorsque la fonction prototype est paire, (ce qui correspond au cas de la méthode de construction de bases hilbertiennes décrite dans le texte principal), la fonction d'ambiguïté est réelle, et on a donc:
I = (1 - AX2(T,V)COS2 i ))a2
Ce résultat est tout à fait remarquable, puisqu'il démontre que la sensibilité au délai et au Doppler de toute modulation multiporteuse ne dépend que de la fonction d'ambiguïté de sa fonction prototype. On appellera par la suite fonction d'intersymbole (par abus de langage, pour fonction d'interférence entre symboles) la fonction

Figure img00320001

dans le cas général, qui représente la valeur quadratique moyenne de l'intersymbole normalisée par la valeur quadratique moyenne des données dans le cas d'une estimation de phase optimale.We will consider that the demodulation phase # is written in the form # opt + ##, where @pt is the demodulation phase that minimizes the IES, that is to say which maximizes cn, ie:
Seven = 8 + rvT + 2 # (# nv-vn #)
Then, the variance of the IES is simply written :: i = (1 - (e [Ax (T, v) e]) 2) a2
When the prototype function is even, (which corresponds to the case of the method of construction of Hilbert bases described in the main text), the function of ambiguity is real, and we have:
I = (1 - AX2 (T, V) COS2 i)) a2
This result is quite remarkable, since it demonstrates that the sensitivity to delay and Doppler of any multicarrier modulation depends only on the ambiguity function of its prototype function. Intersymbol function will be called later (by misuse of language, as a function of interference between symbols) the function
Figure img00320001

in the general case, which represents the mean square value of the intersymbol normalized by the mean squared value of the data in the case of an optimal phase estimate.

3. Analvse comparative des différents types d'OFDM 3.1. Limites théoriques
Nous nous intéressons ci-après aux propriétés de la fonction d'intersymbole. On constate que la sensibilité d'une modulation multiporteuse est directement liée au comportement de la fonction d'ambiguïté de la fonction prototype correspondante au voisinage de (0,0). Le problème posé est tout à fait analogue aux problèmes d'incertitude rencontrés dans le domaine radar, et on pourra se référer à la littérature abondante sur le sujet (voir par exemple [22]).Sans perte de généralité, on peut choisir la fonction x(t), par une translation temporelle et fréquentielle adéquate, de telle sorte que ses moments d'ordre un soient nuls, soit:

Figure img00320002
3. Comparative analysis of different types of OFDM 3.1. Theoretical limits
Here we are interested in the properties of the intersymbol function. It can be seen that the sensitivity of a multicarrier modulation is directly related to the behavior of the ambiguity function of the corresponding prototype function in the neighborhood of (0,0). The problem posed is quite analogous to the problems of uncertainty encountered in the radar field, and one can refer to the abundant literature on the subject (see for example [22]). Without loss of generality, one can choose the function x (t), by adequate temporal and frequency translation, so that its moments of order one are zero, ie:
Figure img00320002

Dans ces conditions, on vérifie aisément que les dérivées partielles du premier ordre s'annulent:

Figure img00320003
Under these conditions, it is easy to check that partial derivatives of the first order cancel each other out:
Figure img00320003

Figure img00330001
Figure img00330001

On peut caractériser le comportement de la fonction d'ambiguïté autour de (0,0) à partir des dérivées partielles de second ordre:

Figure img00330002
We can characterize the behavior of the ambiguity function around (0,0) from second-order partial derivatives:
Figure img00330002

On posera

Figure img00330003
We will ask
Figure img00330003

Figure img00330004
Figure img00330004

Considérons le développement de Taylor-Young de la fonction d'ambiguïté en (0,0): Ax(d#,dv)=1-2#2(#t2dv2+#f2d#2)+ dvd#+o(dv2+d#2)
On en déduit le développement de Taylor-Young de la variance de l'intersymbole
I=(l-(#e[Ax(#,v)])2 cos2 ##)#2,
soit: : I(d#,dv,d#)=#2[4#2(#t2dv@+#f2d#2)-2 dvd#+d#2+o(dv2+d#2+d#2)]
On en déduit que la fonction d'intersymbole Is admet à l'origine un cône tangent d'équation:

Figure img00330005
Consider the Taylor-Young expansion of the ambiguity function in (0,0): Ax (d #, dv) = 1-2 # 2 (# t2dv2 + # f2d # 2) + dvd # + o (dv2 + d # 2)
We deduce Taylor-Young's development of the variance of the intersymbol
I = (l - (# e [Ax (#, v)]) 2 cos2 ##) # 2,
ie:: I (d #, dv, d #) = # 2 [4 # 2 (# t2dv @ + # f2d # 2) -2 dvd # + d # 2 + o (dv2 + d # 2 + d # 2)]
We deduce that the intersymbol function Is initially admits a tangent cone of equation:
Figure img00330005

L'intersection de ce cône avec le plan z = 1 (intersymbole maximum) délimite une surface de contour elliptique dont l'aire # peut être considérée comme une mesure de la sensibilité au délai et au Doppler. Lorsque x est nul, cette ellipse a pour axes de symétrie les axes temporel et fréquentiel, et s'étend de +1/ 2Mf selon l'axe temporel et #1/ 2Xt selon l'axe fréquentiel. On a donc: #=1/4##t#f
En vertu de l'inégalité de Heisenberg, # ne peut pas dépasser l'unité. Ce résultat se généralise au cas où x est différent de 0.Considérons la fonction y(t) obtenue en multipliant la fonction x(t) par une wobulation:

Figure img00340001
The intersection of this cone with the plane z = 1 (maximum intersymbol) delimits an elliptic contour surface whose area # can be considered as a measure of sensitivity to delay and Doppler. When x is zero, this ellipse has as axis of symmetry the time and frequency axes, and extends by + 1 / 2Mf according to the time axis and # 1 / 2Xt according to the frequency axis. So we have: # = 1/4 ## t # f
By virtue of the Heisenberg inequality, # can not exceed unity. This result is generalized to the case where x is different from 0. Let us consider the function y (t) obtained by multiplying the function x (t) by a wobulation:
Figure img00340001

On peut donc écrire:

Figure img00340002
We can write:
Figure img00340002

Il est donc toujours possible d'annuler lly en choisissant ss de façon appropriée. Or l'opération de multiplication par une wobulation réalise un simple changement d'axes de la fonction d'ambiguïté associée, avec conservation des aires. On en déduit le paramètre # est donc toujours compris entre 0 et 1. It is always possible to cancel lly by choosing ss appropriately. But the multiplication operation by a wobulation realizes a simple change of axes of the associated ambiguity function, with conservation of the areas. We deduce the parameter # is always between 0 and 1.

Ce résultat est extrêmement important, puisqu'il permet de comparer les
performances de toutes les MCM dans des canaux dispersifs à partir d'un paramètre
unique. On constate donc que ces performances ne dépendent que de la concentration de
la fonction prototype associée. L'optimum est atteint virtuellement par la gaussienne,
mais cet optimum est inaccessible, puisque les gaussiennes ne permettent pas de
construire une base hilbertienne.
This result is extremely important, since it makes it possible to compare
performance of all MCMs in dispersive channels from a parameter
unique. It can thus be seen that these performances depend only on the concentration of
the associated prototype function. The optimum is reached virtually by the Gaussian,
but this optimum is inaccessible, since Gaussians do not allow
build a Hilbert base.

ANNEXE 3 1. Introduction
Cette annexe donne une méthode de construction de fonction prototypes vérifiant les critères d'orthogonalité requis. La méthode permet d'obtenir une infinité de fonctions, parmi lesquelles une solution particulière (appelée fonction IOTA) possédant la particularité d'être identique à sa transformée de Fourier.
APPENDIX 3 1. Introduction
This appendix provides a prototype function construction method that satisfies the required orthogonality criteria. The method makes it possible to obtain an infinity of functions, among which a particular solution (called IOTA function) having the peculiarity of being identical to its Fourier transform.

2. Fonction d'ambiguïté
Ce chapitre rappelle les principales propriétés de la fonction d'ambiguïté, et décrit différents opérateurs agissant sur cette fonction.
2. Ambiguity function
This chapter recalls the main properties of the ambiguity function, and describes various operators acting on this function.

2.1 Rappels sur la fonction d'ambiguïté 2.1.1 Définitions
Soit une fonction x(t) et sa transformée de Fourier X(f). On peut lui associer ses produits temporel et fréquentiel définis respectivement par:

Figure img00350001
2.1 Reminders on the ambiguity function 2.1.1 Definitions
Let there be a function x (t) and its Fourier transform X (f). It can be associated with its temporal and frequency products defined respectively by:
Figure img00350001

<tb> Yx(t,T) <SEP> = <SEP> x(t+ <SEP> r/2) <SEP> x'(t- <SEP> r/2) <SEP>
<tb> @x(f,v)=X(f+v/2)X*(f-v/2)
<tb>
La transformée de Wigner-Ville et la fonction d'ambiguïté de x sont alors données par:

Figure img00350002

2.1.2. Propriétés de symétrie de la fonction d'ambiguïté
Soit une fonction x(t).On notera respectivement par x et x les fonctions définies de la manière suivante:
Figure img00350003
<tb> Yx (t, T) <SEP> = <SEP> x (t + <SEP> r / 2) <SEP> x '(t- <SEP> r / 2) <SEP>
<tb> @x (f, v) = X (f + v / 2) X * (fv / 2)
<Tb>
The Wigner-Ville transform and the ambiguity function of x are then given by:
Figure img00350002

2.1.2. Symmetry properties of the ambiguity function
Let x be a function x (t). The functions defined by x and x respectively are defined as follows:
Figure img00350003

<tb> <SEP> x@(t)=x(-t)
<tb> x(t) <SEP> = <SEP> x*(-t) <SEP>
<tb>
On a alors les relations:

Figure img00350004

soit, en posant u = -t:
Figure img00360001
<tb><SEP> x @ (t) = x (-t)
<tb> x (t) <SEP> = <SEP> x * (- t) <SEP>
<Tb>
We then have relations:
Figure img00350004

either, by asking u = -t:
Figure img00360001

On en conclut en particulier que si une fonction x est paire, c'est à dire que x = x-, sa fonction d'ambiguïté est réelle. Par ailleurs, on notera la relation suivante:

Figure img00360002
We conclude in particular that if a function x is even, that is x = x-, its ambiguity function is real. In addition, note the following relation:
Figure img00360002

En combinant ces deux relations, on obtient:
A(r,v) = A(r,-v) 2.1.3. Fonction d'ambiguïté et transformée de Fourier
On peut réécrire la définition de la fonction d'ambiguïté de la façon suivante:

Figure img00360003

ou encore :Ax (T, v) = Ax(v,#) 2.1.4.Fonction d'ambiguïté et translation temps fréquence
Considérons une fonction translatée d'une fonction prototype x(t) quelconque, soit:
Figure img00360004
By combining these two relations, we obtain:
A (r, v) = A (r, -v) 2.1.3. Ambiguity function and Fourier transform
The definition of the ambiguity function can be rewritten as follows:
Figure img00360003

Or again: Ax (T, v) = Ax (v, #) 2.1.4.Function of ambiguity and translation time frequency
Consider a translated function of any prototype function x (t), that is:
Figure img00360004

La fonction d'ambiguïté associée s'écrit:

Figure img00360005

soit, en posant u = t - r,
Figure img00360006

2.2 Orthogonalité et fonction d'ambiguïté 2.2.1 Cas général
On considère deux fonctions translatées d'une même fonction x(t), soit:
Figure img00360007
The associated ambiguity function is written:
Figure img00360005

either, by putting u = t - r,
Figure img00360006

2.2 Orthogonality and ambiguity function 2.2.1 General case
We consider two functions translated from the same function x (t), that is:
Figure img00360007

Le produit scalaire de ces deux fonctions s'écrit:

Figure img00360008

soit, en posant u=t-(#k+#k')/2:
Figure img00370001

3. Bases hilbertiennes sur des réseaux orthogonaux 3.1. Principes généraux de construction
On considère un ensemble de fonctions {Xm,n} défini par:
Figure img00370002
The scalar product of these two functions is written:
Figure img00360008

or, by putting u = t - (# k + # k ') / 2:
Figure img00370001

3. Hilbert bases on orthogonal networks 3.1. General principles of construction
We consider a set of functions {Xm, n} defined by:
Figure img00370002

On cherche les conditions sur x(t) pour que cet ensemble {Xm,n} constitue une base hilbertienne de HR.On imposera que x(t) soit une fonction paire, dont la fonction d'ambiguïté Ax est donc réelle. We seek the conditions on x (t) for this set {Xm, n} to constitute a Hilbert basis of HR. We will impose that x (t) be an even function, whose ambiguity function Ax is therefore real.

Le produit scalaire dans R de Xm,n et de Xm',n' n' peut s'écrire

Figure img00370003
The scalar product in R of Xm, n and of Xm ', n' n 'can be written
Figure img00370003

On notera la relation de congruence modulo 2:
(m-m')+(n-n')+(m-m')(n+n')#1-(m-m'+1)(n-n'+1)
Par conséquent, si (m,n) #(m',n') modulo 2, le produit scalaire est nul. Le réseau {Xm,n} peut donc se décomposer en quatre sous-réseaux caractérisés par: {m pair, n pair},{m pair, n impair},{m impair n pair},{m impair, n impair}. L'orthogonalité entre fonctions appartenant à des sous-réseaux différents est donc automatique, et ne dépend pas des propriétés de la fonction prototype, dès l'instant où celle-ci est paire.
Note the congruence relation modulo 2:
(M-m ') + (n-n') + (m-m ') (n + n') # 1- (m-m '+ 1) (n-n' + 1)
Therefore, if (m, n) # (m ', n') modulo 2, the dot product is zero. The network {Xm, n} can therefore be broken down into four sub-networks characterized by: {m pair, n even}, {m pair, n odd}, {m odd n even}, {odd m, n odd}. The orthogonality between functions belonging to different subnets is therefore automatic, and does not depend on the properties of the prototype function, from the moment when it is even.

I1 reste ensuite à garantir que les fonctions d'un même sous-réseau soient orthogonales entre elles. I1 suffit pour cela que la fonction d'ambiguïté Ax vérifie:
Ax(2n#0,2mv0)= O V(m,n) $ (0,0)
On constate donc que le problème de la construction de bases hilbertiennes de HR
sur un réseau orthogonal de densité 2 se ramène à celui de la construction d'une fonction prototype paire dont la fonction d'ambiguïté s'annule sur un réseau de densité 1/2.
It remains to be ensured that the functions of the same sub-network are orthogonal to each other. All that is needed for this is that the ambiguity function Ax checks:
Ax (2n # 0.2mv0) = OV (m, n) $ (0.0)
So we see that the problem of the construction of HR Hilbert bases
on an orthogonal network of density 2 is reduced to that of the construction of an even prototype function whose ambiguity function vanishes on a network of density 1/2.

3.2. Méthodes d'orthogonalisation 3.2.1. Onhogonalisation temporelle
Définition:
Soit une fonction x(t) de transformée de Fourier X(f). On appelle O@ l'opérateur d'orthogonalisation temporelle qui associe à x(t) une fonction y(t) définie par sa transformée de Fourier Y(f):

Figure img00380001
3.2. Orthogonalization methods 3.2.1. Temporal onhogonalisation
Definition:
Let there be a function x (t) of Fourier transform X (f). O @ is the temporal orthogonalization operator that associates with x (t) a function y (t) defined by its Fourier transform Y (f):
Figure img00380001

Par construction, on a:

Figure img00380002

soit, par transformée de Fourier inverse:
Figure img00380003
By construction, we have:
Figure img00380002

or, by inverse Fourier transform:
Figure img00380003

soit encore
Ay(2n#0,0)=0 #n#0 et Ay(0,0)=1
On réalise donc bien l'orthogonalisation sur l'axe temporel. On note en outre que cet opérateur normalise y.
is still
Ay (2n # 0.0) = 0 # n # 0 and Ay (0,0) = 1
The orthogonalization is thus well realized on the temporal axis. Note further that this operator normalizes y.

Soit x une fonction gaussienne et y = Otx. Considérons l'expression:

Figure img00380004
Let x be a Gaussian function and y = Otx. Consider the expression:
Figure img00380004

Puisque X est une gaussienne, on peut écrire:
X(f + mvO)X (f - mvO) = cm|X(f)|2
où cm est une constante. On en déduit que: #y(f,2mv0)=cm#y(f,0)
Par transformée de Fourier inverse, on obtient: Ay(#,2mv0)=cmAy(#,0)
Par conséquent: #m,#n##0 Ay(2n#0,2mv0)=0
L'opérateur d'orthogonalisation temporelle Ot orthogonalise donc l'ensemble du réseau, à l'exception de l'axe des fréquences.
Since X is a Gaussian, we can write:
X (f + mvO) X (f - mvO) = cm | X (f) | 2
where cm is a constant. We deduce that: #y (f, 2mv0) = cm # y (f, 0)
By inverse Fourier transform, we obtain: Ay (#, 2mv0) = cmAy (#, 0)
Therefore: # m, # n ## 0 Ay (2n # 0,2mv0) = 0
The time orthogonalization operator Ot orthogonalizes the entire network, with the exception of the frequency axis.

Théorème 1
Soit x une fonction gaussienne et y = Otx, alors: #m,#n##0 Ay(2n#0,2mv0)=0 3.2.2. Orthogonalisation fréquentielle
Définition
Soit une fonction x(t). On appelle Of l'opérateur d'orthogonalisation fréquentielle qui associe à x(t) une fonction y(t) définie par:

Figure img00390001
Theorem 1
Let x be a Gaussian function and y = Otx, then: # m, # n ## 0 Ay (2n # 0,2mv0) = 0 3.2.2. Frequency orthogonalization
Definition
Let be a function x (t). Of is the frequency orthogonalization operator that associates with x (t) a function y (t) defined by:
Figure img00390001

Par construction, on a:

Figure img00390002

soit, par transformée de Fourier:
Figure img00390003
By construction, we have:
Figure img00390002

either, by Fourier transform:
Figure img00390003

soit encore
Ay(0, 2mv0)=0 #m#0 et Ay(0,0)=l
On réalise donc bien l'orthogonalisation sur l'axe fréquentiel. On note en outre que cet opérateur normalise y.
is still
Ay (0, 2mv0) = 0 # m # 0 and Ay (0,0) = l
Orthogonalization is therefore well realized on the frequency axis. Note further that this operator normalizes y.

Soit x une fonction gaussienne et z = Ofy, avec y = Otx. Considérons l'expression:

Figure img00390004
Let x be a Gaussian function and z = Ofy, with y = Otx. Consider the expression:
Figure img00390004

On peut donc écrire: &gamma;z(t,2n#0)-&gamma;y(t,2n#0)P(t) où P(t) est une fonction périodique de période 0, qui admet un développement en série de Fourier du type

Figure img00390005
We can therefore write: &gamma; z (t, 2n # 0) - &gamma; y (t, 2n # 0) P (t) where P (t) is a periodic function of period 0, which admits a series development of Fourier of the type
Figure img00390005

Par transformée de Fourier, on obtient:

Figure img00390006
By Fourier transform, we obtain:
Figure img00390006

Or

Figure img00390007
Gold
Figure img00390007

De plus, par construction,
#m#0, Az(0, 2mv0)=0
On a donc finalement: #(m,n)#(0,0), Az(2n#0,2mv0)=0
Ainsi, la fonction d'ambiguïté de z s'annule en dehors de (0,0) pour tous les multiples de 210 et de 2v0, soit un réseau de densité 1/2.
In addition, by construction,
# m # 0, Az (0, 2mv0) = 0
So we have finally: # (m, n) # (0,0), Az (2n # 0,2mv0) = 0
Thus, the ambiguity function of z vanishes outside (0.0) for all the multiples of 210 and 2v0, ie a density network 1/2.

Théorème 2
Soit x une fonction gaussienne et z = OfOtX, , alors: #(m,n)#(0,0), Az(2n#0,2mv0)=0 3.3. L'opérateur d'orthogonalisation O
Au vu de ce qui précède; il apparaît clairement qu'il existe une échelle tempsfréquence qui symétrise l'écriture des équations: Il suffit pour cela de choisir #0 = v0 = 1/ W. On renormalisera donc les échelles en conséquence, sans que cela nuise à la généralité des démonstrations.
Theorem 2
Let x be a Gaussian function and z = OfOtX, then: # (m, n) # (0,0), Az (2n # 0,2mv0) = 0 3.3. The orthogonalization operator O
In view of the foregoing; it is clear that there is a time-frequency scale which symmetrizes the writing of the equations: it suffices for that to choose # 0 = v0 = 1 / W. We will renormalize the scales accordingly, without affecting the generality of the demonstrations. .

3.3.1. Définition
On appelle O l'opérateur d'orthogonalisation qui associe à une fonction x la fonction y définie par:

Figure img00400001
3.3.1. Definition
We call O the orthogonalization operator that associates with a function x the function y defined by:
Figure img00400001

En outre, on appellera par la suite F l'opérateur de transformée de Fourier. In addition, the operator of the Fourier transform will subsequently be called F.

3.3.2. Idempotence de l'opérateur O
Soit z = Oy et y = Ox. On peut écrire:

Figure img00400002
3.3.2. Idempotence of the operator O
Let z = Oy and y = Ox. We can write:
Figure img00400002

On a donc OOx = Ox, ce qui démontre l'idempotence de l'opérateur O. De la même façon, l'opérateur dual F-1OF est également idempotent, puisque F-1OFF-1OF = F-1OOF = F-1OF.  We thus have OOx = Ox, which shows the idempotence of the operator O. In the same way, the dual operator F-1OF is also idempotent, since F-1OFF-1OF = F-1OOF = F-1OF.

3.3.3. Lemme 1
Soit P une fonction périodique de période 1/ 4 et D une distribution de la forme:

Figure img00410001
3.3.3. Lemma 1
Let P be a periodic function of period 1/4 and D a distribution of the form:
Figure img00410001

Soit x une fonction quelconque:

Figure img00410002
Let x be any function:
Figure img00410002

Lemme 1
Soit P une fonction périodique de période 1/ et D une distribution de la forme

Figure img00410003
Lemma 1
Let P be a periodic function of period 1 / and D a distribution of the form
Figure img00410003

Soit x une fonction quelconque.On a:
D * (P x)=P(D * x)
Lemme 2
Soit la fonction y définie par Ya = D * xa , avec x&alpha;=(2&alpha;)1/4 e~ , et D étant une distribution de la forme

Figure img00410004
Let x be any function.
D * (P x) = P (D * x)
Lemma 2
Let the function y be defined by Ya = D * xa, with x &alpha; = (2 &alpha;) 1/4 e ~, and D being a distribution of the form
Figure img00410004

On peut donc écrire:

Figure img00410005
We can write:
Figure img00410005

Considérons la somme:

Figure img00410006
Consider the sum:
Figure img00410006

Soit encore, par application du résultat donné en appendice (≈4):

Figure img00410007

puis, en réorganisant les indices et en redéfinissant k comme k + k' + k":
Figure img00410008
In other words, by applying the result given in appendix (≈4):
Figure img00410007

then, by rearranging the indices and redefining k as k + k '+ k ":
Figure img00410008

On peut donc écrire:

Figure img00410009

avec
Figure img00410010
We can write:
Figure img00410009

with
Figure img00410010

On peut estimer aisément le coefficient c en réécrivant la relation précédente sous la forme:

Figure img00420001
We can easily estimate the coefficient c by rewriting the previous relation in the form:
Figure img00420001

Soit, par transformée de Fourier:

Figure img00420002
Either, by Fourier transform:
Figure img00420002

En particulier, on en déduit: ||y&alpha;||2=Ay&alpha;(0,0)=cAx&alpha;(0,0)=c||x&alpha;||2
On a donc finalement::

Figure img00420003
In particular, we deduce: || y &alpha; || 2 = Ay &alpha; (0,0) = cAx &alpha; (0,0) = c || x &alpha; || 2
So we finally have ::
Figure img00420003

Lemme 2
Soit la fonction Ya définie par Ya = D * x&alpha;, avec x&alpha;=(2&alpha;)1/4 #-#&alpha;u2, et D étant une distribution de la forme

Figure img00420004
Lemma 2
Let Ya be the function Ya = D * x &alpha;, with x &alpha; = (2 &alpha;) 1/4 # - # &alpha; u2, and D being a distribution of the form
Figure img00420004

On peut écrire:

Figure img00420005

3.3.5. Commutativité des opérateurs O et F-1OF
Nous allons maintenant démontrer que les opérateurs O et F-1OF commutent lorsqu'ils sont appliqués à une gaussienne. Soit x&alpha;=(2&alpha;)1/4e-#&alpha;u2. We can write:
Figure img00420005

3.3.5. Commutativity of operators O and F-1OF
We will now show that the operators O and F-1OF switch when they are applied to a Gaussian. Let x &alpha; = (2 &alpha;) 1 / 4e - # &alpha; u2.

Alors Fxa = x1/&alpha; et O xa = PaXa
P&alpha; étant défini par la relation:

Figure img00420006

et sa transformée de Fourier D, par:
Figure img00420007
Then Fxa = x1 / &alpha; and O xa = PaXa
P &alpha; being defined by the relation:
Figure img00420006

and its Fourier transform D, by:
Figure img00420007

Soit Ya = F-1OFx&alpha;et za =Oy&alpha;. On peut écrire: y&alpha;=F-1OFx&alpha;=F-1Ox1/&alpha;=F-1(P1/&alpha;x1/&alpha;)=D1/&alpha;*x&alpha;

Figure img00430001

Xa et Ya étant de norme unité, on peut écrire, en application du lemme 2:
Figure img00430002
Let Ya = F-1OFx &alpha; and za = Oy &alpha;. We can write: y &alpha; = F-1OFx &alpha; = F-1Ox1 / &alpha; = F-1 (P1 / &alpha; x1 / &alpha;) = D1 / &alpha; * x &alpha;
Figure img00430001

Xa and Ya being of norm unit, one can write, in application of lemma 2:
Figure img00430002

De la même façon, on définit: w1/&alpha;=FOX&alpha;=F(P&alpha;x&alpha;)=D&alpha;*x1/&alpha;
On peut écrire:

Figure img00430003

x1/&alpha; @ &alpha; et w" a étant de norme unité, on a, en application du lemme 2:
Figure img00430004
In the same way, we define: w1 / &alpha; = FOX &alpha; = F (P &alpha; x &alpha;) = D &alpha; * x1 / &alpha;
We can write:
Figure img00430003

x1 / &alpha; @ &alpha; and w "a being of unit norm, we have, in application of lemma 2:
Figure img00430004

Soit, par transformée de Fourier inverse: F-1OFOx&alpha;=F-1Ow1/&alpha;=D1/&alpha;*(P&alpha;x&alpha;)
Or, par application du lemme 1:
Dua* (Paxa ) = Pa (D1.&alpha;* xa )
On en déduit que: OF-1OFx&alpha;-F-1OFOx&alpha;
Théorème 3
Pour toute fonction gaussienne x, les opérateurs O et F-tOF commutent, soit:
OF-1OFx=F-1OFOx
Corollaire 1
Soit z&alpha;=OF-1OFx&alpha;, avec x&alpha; = (2&alpha;)1/4 e-#&alpha;u2, alors Fz&alpha;=z1/&alpha;
Démonstration::
Fz&alpha;=FF-1OFOx&alpha;=OF-1Ox&alpha;=OF-1OFx1/&alpha; = z1/&alpha;
Cas particulier remarquable
Fzl-zl
Cette fonction particulière confère une parfaite symétrie aux axes temps et
fréquence, et constitue donc la fonction prototype de la transformée IOTA (Isotropic
Orthogonal Transform Algorithm). On notera cette fonction particulière 9.
Either by inverse Fourier transform: F-1OFOx &alpha; = F-1Ow1 / &alpha; = D1 / &alpha; * (P &alpha; x &alpha;)
Now, by the application of lemma 1:
Dua * (Paxa) = Pa (D1. &Alpha; * xa)
We deduce that: OF-1OFx &alpha; -F-1OFOx &alpha;
Theorem 3
For any Gaussian function x, the operators O and F-tOF switch, that is:
OF-F-1OFx = 1OFOx
Corollary 1
Let z &alpha; = OF-1OFx &alpha;, with x &alpha; = (2 &alpha;) 1/4 e - # &alpha; u2, then Fz &alpha; = z1 / &alpha;
Demonstration::
Fz &alpha; = FF-1OFOx &alpha; = OF-1Ox &alpha; = OF-1OFx1 / &alpha; = z1 / &alpha;
Particular case remarkable
FZL-zl
This particular function gives a perfect symmetry to the time axes and
frequency, and thus constitutes the prototype function of the IOTA transform (Isotropic
Orthogonal Transform Algorithm). Note this particular function 9.

Corollaire 2
Soit x une fonction gaussienne et z = OF-1OFx, alors Oz = z
Démonstration:
Oz = OOF-1OFx = OF-1OFx = z
Corollaire 3
Soit x une fonction gaussienne et z = OF-1OFx, alors F-1OFz = z
Démonstration:
F-1OFz=F-1OFF-1OFOx=F-1OOFOx=F-1OFOX=z 3.3.6. Fonction d'ambiguïté des fonctions z
Considérons le théorème 2, avec la normalisation #0 = V0 = l/W2. Alors:
Of-OetOt=F-1OF
Par conséquent, le théorème 2 peut se réécrire:
Théorème 4
Soit x une fonction gaussienne et z = F-1OFOx, alors: #(m,n)#(0,0), Az(n#2,m#2)=0 4. Appendice
Soit une fonction gaussienne normalisée Xa définie par: x&alpha;(u)=(2&alpha;)1/4e-#&alpha;u2
Le produit x&alpha;(u-a)x&alpha;(u-b) peut done s'écrire:

Figure img00440001
Corollary 2
Let x be a Gaussian function and z = OF-1OFx, then Oz = z
Demonstration:
Oz = OOF-1OFx = OF-1OFx = z
Corollary 3
Let x be a Gaussian function and z = OF-1OFx, then F-1OFz = z
Demonstration:
F-1OFz = F-1OFF-1OFOx = F-1OOFOx = F-1OFOX = z 3.3.6. Function of ambiguity of the functions z
Consider Theorem 2, with the normalization # 0 = V0 = l / W2. So:
Of-OetOt-1of F =
Therefore, Theorem 2 can be rewritten:
Theorem 4
Let x be a Gaussian function and z = F-1OFOx, then: # (m, n) # (0,0), Az (n # 2, m # 2) = 0 4. Appendix
Let be a normalized Gaussian function Xa defined by: x &alpha; (u) = (2 &alpha;) 1 / 4e - # &alpha; u2
The product x &alpha; (ua) x &alpha; (ub) can thus be written:
Figure img00440001

Or, on a l'identité:

Figure img00440002
But we have the identity:
Figure img00440002

a+b <SEP> a-b
<tb> (u-a)2+(u-b)2=2##u-#2+##2#
<tb> 2 <SEP> 2
<tb>
Finalement, on peut écrire:

Figure img00440003
a + b <SEP> ab
<tb> (ua) 2+ (ub) 2 = 2 ## u- # 2 + ## 2 #
<tb> 2 <SEP> 2
<Tb>
Finally, we can write:
Figure img00440003

Claims (8)

REVENDICATIONS 1. Signal multiporteuse destiné à être transmis vers des récepteurs numériques, notamment dans un canal de transmission non-stationnaire, correspondant au multiplexage en fréquence de plusieurs porteuses élémentaires correspondant chacunes à une série de symboles, deux symboles consécutifs étant séparés d'un temps symbole 0, caractérisé d'une part en ce que l'espacement v0 entre deux porteuses voisines est égal à la moitié de l'inverse du temps symbole 0, et d'autre part en ce que chaque porteuse subit un filtrage de mise en forme de son spectre présentant une largeur de bande strictement supérieure à deux fois ledit espacement entre porteuses v0, et choisi de façon que chaque symbole soit fortement concentré dans le domaine temporel et dans le domaine fréquentiel.CLAIMS 1. Multicarrier signal intended to be transmitted to digital receivers, in particular in a non-stationary transmission channel, corresponding to the multiplexing in frequency of several elementary carriers each corresponding to a series of symbols, two consecutive symbols being separated by a time symbol 0, characterized firstly by the fact that the spacing v0 between two neighboring carriers is equal to half the inverse of the symbol time 0, and secondly that each carrier undergoes a shaping filtering its spectrum having a bandwidth strictly greater than twice said carrier spacing v0, and chosen so that each symbol is highly concentrated in the time domain and the frequency domain. 2. Signal selon la revendication 1, caractérisé en ce que son enveloppe complexe répond à l'équation suivante:2. Signal according to claim 1, characterized in that its complex envelope meets the following equation:
Figure img00450001
Figure img00450001
où: or: a.n est un coefficient réel, choisi dans un alphabet de modulation prédéterminé; a.n is a real coefficient, chosen from a predetermined modulation alphabet; m est un entier représentant la dimension fréquentielle; m is an integer representing the frequency dimension; n est un entier représentant la dimension temporelle; n is an integer representing the time dimension; t représente le temps; t represents the time; x",n(t) est une fonction de base, translatée dans l'espace temps-fréquence d'une x ", n (t) is a basic function, translated in the time-frequency space of a même fonction prototype x(t) paire prenant des valeurs réelles ou complexes, soit:: same prototype function x (t) pair taking real or complex values, either ::
Figure img00450002
Figure img00450002
où (p est un paramètre de phase arbitraire, where (p is an arbitrary phase parameter, la transformée de Fourier X(f) de la fonction x(t) ayant un support s'étendant au the Fourier transform X (f) of the function x (t) having a support extending to delà de l'intervalle [-v0,v0], et où lesdites fonctions de base {xmn) sont orthogonales entre elles, la partie réelle du produit scalaire de deux fonctions de base différentes étant nulle. beyond the interval [-v0, v0], and where said basic functions {xmn) are orthogonal to each other, the real part of the scalar product of two different basic functions being zero.
3. Signal selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite fonction prototype x(t) est une fonction paire, nulle en dehors de l'intervalle [-T0,T0], et vérifiant la relation: 3. Signal according to claim 2, characterized in that said prototype function x (t) is an even function, zero outside the interval [-T0, T0], and verifying the relation:
Figure img00460001
Figure img00460001
<tb> <SEP> x(t)=0 <SEP> si|t|##0 <tb> <SEP> x (t) = 0 <SEP> if | t | ## 0 <tb> #<tb> # <tb> <SEP> |x(t)|2+|x(t-#0)|2 <SEP> <SEP> =l/#0 <SEP> si <SEP> 0 <SEP> #t < #0 <tb> <SEP> | x (t) | 2+ | x (t- # 0) | 2 <SEP> <SEP> = l / # 0 <SEP> if <SEP> 0 <SEP> #t <# 0 <tb> 4. Signal selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite fonction prototype x(t) est définie par:<tb> 4. Signal according to claim 3, characterized in that said prototype function x (t) is defined by:
Figure img00460002
Figure img00460002
Si t S If t S ailleurs 5. elsewhere 5. Signal selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite fonction prototype x(t) est caractérisée par l'équation:Signal according to claim 2, characterized in that said prototype function x (t) is characterized by the equation:
Figure img00460003
Figure img00460003
la fonction y(t) étant définie par sa transformée de Fourier Y(f): the function y (t) being defined by its Fourier transform Y (f):
Figure img00460004
Figure img00460004
où G(f) est une fonction gaussienne normalisée du type: G(f) = (2a)"4e-t ,a étant un paramètre réel strictement positif. where G (f) is a normalized Gaussian function of the type: G (f) = (2a) "4e-t, a being a strictly positive real parameter.
6. Signal selon la revendication 5, caractérisé en ce que le paramètre a est égal à l'unité.6. Signal according to claim 5, characterized in that the parameter a is equal to unity. 7. Procédé de transmission d'un signal numérique, notamment dans un canal de transmission non-stationnaire, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes:7. A method for transmitting a digital signal, in particular in a non-stationary transmission channel, characterized in that it comprises the following steps: - codage canal d'un signal numérique à transmettre, délivrant des coefficients - channel coding of a digital signal to be transmitted, delivering coefficients numériques réels am,n choisis dans un alphabet prédéterminé; actual numerals am, n selected in a predetermined alphabet; - construction d'un signal s(t) répondant à l'équation suivante: constructing a signal s (t) corresponding to the following equation:
Figure img00460005
Figure img00460005
où: . m est un entier représentant la dimension fréquentielle; . n est un entier représentant la dimension temporelle; . t représente le temps; . xm,n(t) est une fonction de base, translatée dans l'espace temps-fréquence d'une même fonction prototype x(t) paire prenant des valeurs réelles ou complexes, soit:: or: . m is an integer representing the frequency dimension; . n is an integer representing the time dimension; . t represents the time; . xm, n (t) is a basic function, translated in the time-frequency space of the same prototype function x (t) pair taking real or complex values, ie:
Figure img00470001
Figure img00470001
où (p et un paramètre de phase arbitraire, where (p and an arbitrary phase parameter, la transformée de Fourier X(f) de la fonction x(t) ayant un support the Fourier transform X (f) of the function x (t) having a support s'étendant au-delà de l'intervalle [-v0,v0], lesdites fonctions de base [xm,n] étant orthogonales entre elles, la partie  extending beyond the interval [-v0, v0], said basic functions [xm, n] being orthogonal to each other, the part réelle du produit scalaire de deux fonctions de base différentes étant real scalar product of two different basic functions being nulle; nothing; - émission d'un signal ayant pour enveloppe complexe ledit signal s(t) vers au transmitting a signal having for complex envelope said signal s (t) towards moins un récepteur. least one receiver.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'entrelacement en fréquence et/ou en temps, appliquée aux éléments binaires formant ledit signal numérique à transmettre ou aux coefficients numériques amn issu du codage canal.8. Method according to claim 7, characterized in that it comprises a frequency interleaving step and / or time, applied to the bits forming said digital signal to be transmitted or digital coefficients amn from the channel coding. 9. Procédé de réception d'un signal selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes:9. Method for receiving a signal according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it comprises the following steps: - réception d'un signal ayant pour enveloppe complexe un signal r(t); receiving a signal having a complex signal envelope r (t); - estimation de la réponse du canal de transmission, comprenant une estimation de - estimation of the response of the transmission channel, including an estimate of la réponse en phase 6m,n et de la réponse en amplitude Pm n;  the response in the 6m phase, n and the amplitude response Pm n; - démodulation dudit signal r(t), comprenant les étapes suivantes:: demodulating said signal r (t), comprising the following steps: - multiplication dudit signal r(t) par la fonction prototype x(t); multiplying said signal r (t) by the prototype function x (t); - repliement de la forme d'onde obtenue modulo 210;  folding of the waveform obtained modulo 210; - application d'une transformée de Fourier (Wr);  - application of a Fourier transform (Wr); - correction de la phase Omn induite par le canal de transmission; - correction of the Omn phase induced by the transmission channel; - correction de la phase correspondant au terme im+n; correction of the phase corresponding to the term im + n; - sélection de la partie réelle du coeeficient obtenu am,n correspondant au coefficient am n émis pondéré par la réponse en amplitude #m,n du canal de  selection of the real part of the coeeficient obtained am, n corresponding to the coefficient am n emitted weighted by the amplitude response # m, n of the channel of transmission. transmission. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de désentrelacement en fréquence et/ou en temps desdits coefficients numériques réels am.n 10. Method according to claim 9, characterized in that it comprises a step of deinterlacing in frequency and / or in time of said real digital coefficients am.n et, éventuellement, des valeurs correspondantes #m,n de la réponse en amplitude du canal, and, possibly, corresponding values # m, n of the amplitude response of the channel, ledit désentrelacement étant symétrique à un entrelacement mis en oeuvre à l'émission, said deinterleaving being symmetrical to an interlacing implemented on transmission, et/ou une étape de décodage en décision pondérée adapté au codage canal mis en oeuvre à and / or a weighted decision decoding step adapted to the channel coding implemented at l'émission. transmission. 11. Procédé de construction d'une fonction prototype x(t) pour un signal selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes  11. A method of constructing a prototype function x (t) for a signal according to any one of claims 2 to 6, characterized in that it comprises the following steps - sélection d'une fonction gaussienne G(f) normalisée du type: G(f)=(2&alpha;)1/4e-#&alpha;f  - selection of a Gaussian function G (f) normalized of the type: G (f) = (2 &alpha;) 1 / 4e - # &alpha; f - détermination de ladite fonction prototype x(t) telle que: determining said prototype function x (t) such that:
Figure img00480001
Figure img00480001
la fonction y(t) étant définie par sa transformée de Fourier Y(f):  the function y (t) being defined by its Fourier transform Y (f):
Figure img00480002
Figure img00480002
FR9505455A 1995-05-02 1995-05-02 MULTI-CARRIER SIGNAL, METHOD FOR CONSTRUCTING SUCH A SIGNAL AND CORRESPONDING TRANSMISSION AND RECEPTION METHODS Expired - Lifetime FR2733869B1 (en)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9505455A FR2733869B1 (en) 1995-05-02 1995-05-02 MULTI-CARRIER SIGNAL, METHOD FOR CONSTRUCTING SUCH A SIGNAL AND CORRESPONDING TRANSMISSION AND RECEPTION METHODS
DE69633055T DE69633055T2 (en) 1995-05-02 1996-04-30 DIGITAL MULTI-RECEPTION SIGNAL AND METHOD FOR SENDING AND RECEIVING SUCH A SIGNAL
PCT/FR1996/000661 WO1996035278A1 (en) 1995-05-02 1996-04-30 Construction of a multicarrier signal
US08/952,331 US6278686B1 (en) 1995-05-02 1996-04-30 Construction of a multicarrier signal
EP96914268A EP0824812B1 (en) 1995-05-02 1996-04-30 Digital multicarrier signal and transmission and reception methods therefor
JP53307596A JP3784834B2 (en) 1995-05-02 1996-04-30 Digital multi-carrier signal, method for constructing the signal, and method for transmitting and receiving the same
ES96914268T ES2225882T3 (en) 1995-05-02 1996-04-30 MULTIPORTING DIGITAL SIGNAL AND METHOD OF TRANSMISSION AND RECEPTION FOR THE SAME.
CA002220107A CA2220107C (en) 1995-05-02 1996-04-30 Construction of a multicarrier signal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9505455A FR2733869B1 (en) 1995-05-02 1995-05-02 MULTI-CARRIER SIGNAL, METHOD FOR CONSTRUCTING SUCH A SIGNAL AND CORRESPONDING TRANSMISSION AND RECEPTION METHODS

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2733869A1 true FR2733869A1 (en) 1996-11-08
FR2733869B1 FR2733869B1 (en) 1997-07-18

Family

ID=9478786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9505455A Expired - Lifetime FR2733869B1 (en) 1995-05-02 1995-05-02 MULTI-CARRIER SIGNAL, METHOD FOR CONSTRUCTING SUCH A SIGNAL AND CORRESPONDING TRANSMISSION AND RECEPTION METHODS

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6278686B1 (en)
EP (1) EP0824812B1 (en)
JP (1) JP3784834B2 (en)
DE (1) DE69633055T2 (en)
ES (1) ES2225882T3 (en)
FR (1) FR2733869B1 (en)
WO (1) WO1996035278A1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2777407A1 (en) * 1998-04-10 1999-10-15 Wavecom Sa CELLULAR DOWNLINK CELLULAR RADIOTELEPHONY SIGNAL, METHOD, SYSTEM, MOBILE, AND BASE STATION THEREFOR
FR2814302A1 (en) * 2000-09-20 2002-03-22 France Telecom OFDM/OQAM transmission system estimates channel by higher power scattered pilots
WO2003058906A2 (en) 2002-01-10 2003-07-17 Wavecom Method of managing communications in a network and the corresponding signal, transmitting device and destination terminal
US8243833B2 (en) 2005-10-26 2012-08-14 France Telecom Method for transmitting a multicarrier signal designed for limiting interference, signal, emitting device, receiving method and device and corresponding computer programs
US8243713B2 (en) 2004-04-06 2012-08-14 Wavecom Cellular radiotelephone signal which enables synchronisation at an entity of a supplementary channel by means of symbol numbering, and corresponding method, terminal and base station
WO2013093340A2 (en) 2011-12-23 2013-06-27 France Telecom Method for transmitting at least one multi-carrier signal consisting of ofdm-oqam symbols
US9118365B2 (en) 2011-12-23 2015-08-25 Orange Method of transmitting and receiving data symbols
US9531461B2 (en) 2011-12-23 2016-12-27 Orange Method of grouping transmitter-receiver pairs for communicating over a communications network

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69727505T2 (en) 1996-11-08 2004-12-16 France Telecom GENERATION OF PROTOTYPE SIGNALS FOR MULTI-CARRIER TRANSMISSION
FR2799073B1 (en) * 1999-09-29 2002-01-18 France Telecom METHOD FOR TRANSMITTING A BFDM / OQAM SIGNAL, CORRESPONDING MODULATION AND DEMODULATION METHODS AND DEVICE
US6944120B2 (en) * 2000-04-12 2005-09-13 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Industry Method and system for tiered digital television terrestrial broadcasting services using multi-bit-stream frequency interleaved OFDM
FR2814303A1 (en) * 2000-09-20 2002-03-22 France Telecom OFDM/OQAM multicarrier signal has reference signals removes intersymbol interference
JP3872950B2 (en) * 2000-10-05 2007-01-24 株式会社東芝 Frequency division multiplex transmission signal receiver
US6901246B2 (en) * 2000-10-06 2005-05-31 Xg Technology, Llc Suppressed cycle based carrier modulation using amplitude modulation
AU2002211571A1 (en) 2000-10-10 2002-04-22 Xtremespectrum, Inc. Ultra wide bandwidth noise cancellation mechanism and method
FR2829642B1 (en) * 2001-09-12 2004-01-16 Eads Defence & Security Ntwk MULTI-CARRIER SIGNAL, METHOD FOR TRACKING A TRANSMISSION CHANNEL FROM SUCH A SIGNAL AND DEVICE FOR IMPLEMENTING SAME
EP1416688A1 (en) * 2002-10-31 2004-05-06 Motorola Inc. Iterative channel estimation in multicarrier receivers
US7577165B1 (en) * 2003-02-05 2009-08-18 Barrett Terence W Method and system of orthogonal signal spectrum overlay (OSSO) for communications
FR2851384B1 (en) * 2003-02-17 2009-12-18 Wavecom METHOD FOR TRANSMITTING RADIO DATA, SIGNAL, SYSTEM AND DEVICES THEREFOR.
US7103106B2 (en) * 2003-06-16 2006-09-05 Motorola, Inc. System and method for generating a modified IOTA pulse for reducing adjacent channel interference (ACI) in an isotropic orthogonal transfer algorithm (IOTA) orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system
US7443917B2 (en) * 2003-09-02 2008-10-28 Data Jce Ltd Method and system for transmission of information data over a communication line
JP4693353B2 (en) * 2004-02-23 2011-06-01 株式会社イシダ Weight measuring device
US7656786B2 (en) * 2004-06-28 2010-02-02 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method for pulse shape design for OFDM
FR2877527A1 (en) 2004-11-04 2006-05-05 France Telecom ITERATIVE RECEIVING METHOD FOR CORRESPONDING MIMO TYPE SYSTEM, RECEIVER AND COMPUTER PROGRAM
CN101356757B (en) * 2006-01-10 2012-09-05 松下电器产业株式会社 Multicarrier modulation scheme as well as transmission apparatus and reception apparatus using the scheme
US7864663B2 (en) * 2007-05-25 2011-01-04 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Orthogonal spread-spectrum waveform generation with non-contiguous spectral occupancy for use in CDMA communications
US8108438B2 (en) * 2008-02-11 2012-01-31 Nir Asher Sochen Finite harmonic oscillator
FR3054941B1 (en) * 2016-08-05 2018-08-31 Airbus Defence And Space Sas METHOD AND SYSTEM FOR DETECTING USEFUL SIGNALS WITH RESPECTIVE NON-NEGLIGIBLE FREQUENTIAL DERIVATIVES IN A GLOBAL SIGNAL

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0441732A1 (en) * 1990-02-06 1991-08-14 France Telecom Receiver for time-frequency interleaved digital data using a Nyquist time window

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG44771A1 (en) * 1991-02-28 1997-12-19 Philips Electronics Nv System for broadcasting and receiving digital data receiver and transmitter for use in such system
DE69427415T2 (en) * 1993-02-08 2002-05-29 Koninkl Philips Electronics Nv OFDM receiver with compensation for differential delays

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0441732A1 (en) * 1990-02-06 1991-08-14 France Telecom Receiver for time-frequency interleaved digital data using a Nyquist time window

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHANG: "Synthesis of band-limited orthogonal signals for multichannel data transmission", THE BELL SYSTEM TECHNICAL JOURNAL, vol. 45, pages 1775 - 1796 *
DAUBECHIES: "The Wavelet transform, time-frequency localization and signal analysis", IEEE TRANSACTIONS ON INFORMATION THEORY, vol. 36, no. 5, NEW YORK, US, pages 961 - 1005 *
FRANCO & LACHS: "An orthogonal coding technique for communications", 1961 IRE INTERNATIONAL CONVENTION RECORD, pages 126 - 133 *
GANDHI ET AL.: "WAVELETS FOR BASEBAND CODING OF WAVEFORMS", PROCEEDINGS OF THE GLOBAL TELECOMMUNICATIONS CONFERENCE (GLOBECOM), SAN FRANCISCO, NOV. 28 - DEC. 2, 1994, vol. 1, IEEE, pages 363 - 367 *
TZANNES ET AL: "DMT systems, DWMT systems and digital filter banks", PROCEEDINGS OF THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMMUNICATIONS, NEW ORLEANS, US,, 1 May 1994 (1994-05-01) - 5 May 1994 (1994-05-05), NEW YORK, US, pages 311 - 315 *
WORNELL & OPPENHEIMER: "Wavelet-based representations for a class of self-similar signals with application to fractal modulation", IEEE TRANSACTIONS ON INFORMATION THEORY, vol. 38, no. 2, NEW YORK, US, pages 785 - 800 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6862451B1 (en) 1998-04-10 2005-03-01 Wavecom Cellular radio signal with additional channel assigned to downlink, corresponding method, system and base station
WO1999053644A1 (en) * 1998-04-10 1999-10-21 Wavecom Cellular radio signal with additional channel assigned to downlink, corresponding method, system and base station
FR2777407A1 (en) * 1998-04-10 1999-10-15 Wavecom Sa CELLULAR DOWNLINK CELLULAR RADIOTELEPHONY SIGNAL, METHOD, SYSTEM, MOBILE, AND BASE STATION THEREFOR
US7272188B2 (en) 2000-09-20 2007-09-18 France Telecom Distributed pilot multicarrier signal designed to limit interference affecting said pilots
WO2002025884A1 (en) * 2000-09-20 2002-03-28 France Telecom Distributed pilot multicarrier signal designed to limit interference affecting said pilots
FR2814302A1 (en) * 2000-09-20 2002-03-22 France Telecom OFDM/OQAM transmission system estimates channel by higher power scattered pilots
WO2003058906A2 (en) 2002-01-10 2003-07-17 Wavecom Method of managing communications in a network and the corresponding signal, transmitting device and destination terminal
US8243713B2 (en) 2004-04-06 2012-08-14 Wavecom Cellular radiotelephone signal which enables synchronisation at an entity of a supplementary channel by means of symbol numbering, and corresponding method, terminal and base station
US8243833B2 (en) 2005-10-26 2012-08-14 France Telecom Method for transmitting a multicarrier signal designed for limiting interference, signal, emitting device, receiving method and device and corresponding computer programs
WO2013093340A2 (en) 2011-12-23 2013-06-27 France Telecom Method for transmitting at least one multi-carrier signal consisting of ofdm-oqam symbols
US9118365B2 (en) 2011-12-23 2015-08-25 Orange Method of transmitting and receiving data symbols
US9479381B2 (en) 2011-12-23 2016-10-25 Orange Method for transmitting at least one multi-carrier signal consisting of OFDM-OQAM symbols
US9531461B2 (en) 2011-12-23 2016-12-27 Orange Method of grouping transmitter-receiver pairs for communicating over a communications network

Also Published As

Publication number Publication date
DE69633055D1 (en) 2004-09-09
FR2733869B1 (en) 1997-07-18
EP0824812B1 (en) 2004-08-04
ES2225882T3 (en) 2005-03-16
JPH11510653A (en) 1999-09-14
JP3784834B2 (en) 2006-06-14
US6278686B1 (en) 2001-08-21
EP0824812A1 (en) 1998-02-25
DE69633055T2 (en) 2005-07-28
WO1996035278A1 (en) 1996-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0824812B1 (en) Digital multicarrier signal and transmission and reception methods therefor
EP1013042B1 (en) Prototype signal construction for multicarrier transmission
EP0448492B1 (en) Apparatus for the transmission of digital data with at least two levels of protection, and corresponding receiver
EP1319293B1 (en) Distributed pilot multicarrier signal designed to limit interference affecting said pilots
WO2006117269A1 (en) Method for the coding of an ofdm/oqam signal using symbols with complex values, and corresponding signal, devices and computer programs
EP3391605B1 (en) Faster than nyquist ofdm/oqam induced interference precompensation
EP3254423A1 (en) Method and device for phase modulation of a carrier wave and application to the detection of multi-level phase-encoded digital signals
EP1319292B1 (en) Reference symbol multicarrier signal designed for limiting intersymbol interference
EP1391095B1 (en) Method for estimating the transfer function of a multicarrier signal transmission channel and corresponding receiver
EP3202077B1 (en) Method of sending a multicarrier signal, method of reception, devices, and computer programs associated therewith implementing an oqam type modulation
WO2008007019A2 (en) Methods for the transmission and reception of a multicarrier signal with oqam modulation, and specific preamble
WO2008007020A2 (en) Methods for the transmission and reception of a multicarrier signal comprising isolated pilots, and corresponding devices and computer program products
EP2039102A2 (en) Methods for receiving and transmitting a multicarrier signal comprising a preamble containing data elements, and corresponding devices and computer program products
EP0631406B1 (en) Digital signal adapted to be received by receivers with demodulators for VSB modulated signals, as well as corresponding method of reception, method of transmission, receiving device and use
FR2706704A1 (en) A spread spectrum digital transmission system obtained by low frequency pseudo-random coding of the useful information and spreading and spectrum compression method used in such a system.
FR2765757A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR MODULATING A MULTI-PORTER SIGNAL OF THE OFDM / OQAM TYPE, AND CORRESPONDING METHOD AND DEVICE FOR DEMODULATION
WO2010072963A1 (en) Polyphase decomposition of a filter bench for oversampled ofdm
FR2854009A1 (en) Multi-carrier signal constructing method for cellular network, involves inserting null energy component in data units and positioning energy components at locations corresponding to location of reference components
CA2220107C (en) Construction of a multicarrier signal
FR2859337A1 (en) METHOD OF ESTIMATING CHANNEL BY PROJECTION ON ORTHOGONAL FAMILIES OBTAINED BY MODELING THE IMPULSE RESPONSE OF THE CHANNEL, AND CORRESPONDING RECEIVER
WO2008007029A2 (en) Methods for transmitting and receiving an oqam-type multicarrier signal
FR2894749A1 (en) HIGH-FREQUENCY DATA TRANSMISSION SYSTEM FOR HF TRANSMISSION USING STANDARD RECEIVER RECEIVERS